Lumière et soleil

Cycle 2, niveau : CE2



Découpage en séances : (question productive, manipulation....)

Séance 1 : Qu'est-ce qu'une ombre, une source de lumière ?

Comment fabriquer une ombre ?

Expériences :

A partir d’une source de lumière fixe, les élèves testent plusieurs objets : objet opaque, translucide,

transparent

Conclusion à la question posée : « Comment fabriquer une ombre ? » : Pour voir apparaître

l’ombre d’un objet, il faut une source lumineuse qui l’éclaire. L’objet doit être opaque

(= non transparent, il arrête la lumière).

L’ombre propre est la partie non éclairée de l’objet, l’ombre portée est l’ombre qui apparaît sur

un écran ou se projette au sol. L’ombre est une absence de lumière.

Séance 2 : comment faire varier la taille et la forme de l'ombre d'un objet opaque ?

Reprise des expériences de la séance 1, avec sources lumineuses, objets opaques, écrans. Les enfants font varier la distance de la source à l'objet, la position de l'objet,...

Conclusion à la question posée  :L’ombre portée d’un objet opaque change de taille et de forme selon la position horizontale ou verticale de la source lumineuse.

Séance 3 : La propagation de la lumière.

Question posée aux élèves : « Comment se déplace la lumière ? » (A partir de documents montrant des rayons solaires derrière un nuage ou des phares de voiture).

Hypothèses des élèves.

Mise en commun des hypothèses.

Expérimentation : avec sources de lumière, écrans troués, mise en évidence du trajet rectiligne de la lumière dans un milieu diffusant

Conclusion à la question posée :La lumière se déplacede façon rectiligne. Les rayons lumineux sont invisibles à l’œil nu. On peut les rendre visibles dans un milieu diffusant (définir le terme)

Séance 4 : En extérieur 

Rappel sur l'ombre portée.

Comment puis-je observer mon ombre portée, comment est-elle ? Comment faire disparaître mon ombre, comment la décoller de moi etc..., ?

Conclusion à la question posée  : Mon ombre portée se projette au sol. Elle est sombre et on ne voit que ma silhouette. Pour voir mon ombre, je dois tourner le dos à la source lumineuse. L’ombre portée, la source lumineuse et moi sommes alignés.

Séance 5 : observation du déplacement du soleil au cours de la journée

  • en plaçant des gommettes sur les vitres de la classe toutes les heures (attirer l'attention des enfants sur le danger de regarder directement le soleil)

  • en descendant dans la cour et en observant le déplacement et la taille de l'ombre d'un piquet au cours du temps

Conclusion à la question posée « Comment évolue l’ombre portée d’un piquet au fil du temps ? » : L’ombre portée du piquet se déplace au fil du temps (de manière circulaire autour du piquet). Sa mesure varie aussi.

Séance 6 : Pourquoi les ombres se déplacent-elles et changent-elles de taille au cours de la journée ?

Notion du parcours du soleil dans le ciel, introduction des points cardinaux (utilisation de boussoles) pour mieux décrire ce parcours.

Conclusion : le soleil semble se déplacer d'est en ouest tout en montant et redescendant dans le ciel.

Séance 7 : reproduire ce qu'on a observé dehors avec une source de lumière figurant le soleil, une boule de polystyrène figurant la Terre munie d'un pic à brochette figurant l'axe des pôles , et sur laquelle on place un petit pic à notre latitude.

Les enfants essaient de reproduire le mouvement de l'ombre du petit pic.

On introduit comme fait acquis que c'est la Terre qui tourne sur elle-même et les enfants refont l'expérience et doivent trouver dans quel sens la Terre doit tourner pour que l'ombre du pic se déplace d'ouest en est.

Notion de mouvement apparent pour expliquer le mouvement du soleil dans le ciel.

Alternance jour/nuit :

Grâce à une gommette placée sur un globe terrestre en France, remarquer que si une partie du globe est éclairée par la lampe, les pays et continents qui sont dans son ombre propre sont dans l’obscurité (c’est la nuit pour eux). Faire tourner le globe dans le sens trigonométrique pour remarquer que c’est l’est de la France qui est éclairé en premier et l’ouest qui est dans l’obscurité en dernier…

Matériel nécessaire :lampes de poche, boules de polystyrène, pics à brochette, cure-dents, fabrication d'écrans, d'objets en carton de formes diverses,

Références :

http://sitespe.fr/ce2/sciences/le-ciel-terre/lumieres-ombres.html

http://www.profil-couleur.com/

http://www.cartables.net/links/Sciences/

http://www.wmaker.net/tekzep/


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Sources de lumière primaire et secondaire
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2014 - CE2 - Anne-Marie Roy

2014 – CE2 – François Clain

Date de mise à jour : 12 décembre 2014 - Rédacteur : Anne-Marie Roy