Leçon 1 TP 2 : De quoi dépend la température à la surface d

TP 2 : De quoi dépend la température à la surface d’une planète ?
Hypothèse 1 : La température de surface d’une planète dépend de sa distance au soleil
Activité 1 : établir la relation reliant énergie reçue en surface d’une planète et distance au soleil. Pour
cela on utilise un modèle le banc optique et une sonde lumineuse.
Protocole : à l’aide de la sonde photométrique, mesurez la quantité d’énergie lumineuse reçue en fonction
de sa distance à la source.
Consignes : calibrer le luxmètre sur 2000, enlever le cache, et faire les mesures en se rapprochant de la
source.
Remplir le tableau suivant :
d
distance en cm
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
E=énergie reçue
En lux (watt/m²)
Cela dépend de votre manipulation. Mais vous devez tous avoir des valeurs qui diminue lorsqu’on
éloigne le capteur ( Il se peut qu’il y ait une valeur aberrante, ce n’est pas grave tant que ce n’est
qu’une valeur !)
1/d²
0,01
0,0025
0,0011
0,00065
0,0004
0,00028
0,00020
0,00016
0,00012
0,0001
Tracez sur une feuille de papier millimétré la courbe E = f(d)
Tracez sur la même feuille de papier millimétré la courbe 1/d²=f(d)
Q1- Décrivez la première courbe. Que pouvez vous en conclure par rapport à l’hypothèse formulée ?
Comparez les deux courbes que vous avez tracées que pouvez vous en déduire ?
L’énergie lumineuse diminue lorsque la distance par rapport à la source augmente.
Pour ce modèle l’hypothèse de départ est validée : l’énergie lumineuse décroît lorsqu’on s’éloigne de la
source.
L’énergie lumineuse en fonction de la distance à la source varie de la même façon que la courbe 1/d² en
fonction de la distance au soleil. L’énergie lumineuse est proportionnelle à l’inverse du carré de la distance.
Thème : La planète Terre et son environnement
Chap. 1 : La Terre est une planète du système solaire

Activité 2 : replacer sur la courbe des températures théoriques des planètes leur température réelle
(mesurée).
Le tableau ci-dessous présente la température de surface mesurée des planètes du système solaire, ainsi
que leur distance par rapport au soleil en UA (15.106 km = 1 unité Astronomique).
Planètes
Mercure
Vénus
Terre
Lune
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
Pluton
Température moyenne
mesurée
150
450
15
-18
-50
-160
-200
-220
-230
-240
Distance au soleil
en UA
0.4
0.7
1
1
1.5
5.2
9.5
19.2
30.1
39.4
Le graphique distribué représente la température théorique des planètes en fonction de leur distance au
soleil.
Placez sur cette courbe la température réelle des planètes. Placez les légendes de la courbe.
Q2-Que remarquez vous, et quels problèmes posent certaines planètes ?
Certaines planètes ne sont pas placées sur la courbe des températures théoriques, Mars, Vénus et la
Terre sont plus chaudes.
Bilan : les deux activités répondent elles au problème posé ?
La température d’une planète dépend de sa distance au soleil, et d’autre chose.
Formulez le nouveau problème : Comment expliquer que sur certaines planètes la température mesurée est
plus élevée que leur température théorique ?

Grille d’évaluation :
Critères
Points
Notes
Activité 1 :
/ 7
- Tableau bien complété
- Courbe (cf.grille):
o Echelle expliquée (calculs…)
o Légendes (axes, titre)
o …
- Description de la courbe :
o Diminue par rapport à la distance
o Hypothèse validée grâce à ce modèle
o Comparaison des 2 : variations identiques
 E= 1/d2
1
2,5
1
0,5
2
Activité 2 :
/ 7
- Graphe :
o Les légendes sont exactes
o Les coordonnées sont bien replacées
- Description :
o Pour la plupart, les températures
correspondent au graphe
o Certaines posent problème : Mars, Venus,
Terre sont plus chaudes.
1,5
1,5
2
2
Bilan :
/ 4
o Conclusion bien formulée
o Nouveau problème repéré
2
2
Présentation :
(Fautes d’orthographe, soin du CR, Phrases
rédigées et précises)
/ 2
TOTAL :
/20

TP 2 : De quoi dépend la température à la surface d’une planète ?
OBJECTIFS DE CONNAISSANCE ET DE METHODE :
La température de surface d’une planète dépend de sa distance au soleil et d’autre chose.
Suivre un protocole
Construire et interpréter un graphique
Mettre en relation des données
Commencer par rappeler les acquis de la dernière séance en utilisant le livre p.24. Essayer de les amener
au critère de la température.
A ce moment là formuler la question : « de quoi dépend la température à la… »
Distribuer la fiche TP.
Faire formuler individuellement une hypothèse, puis « corriger »
Hypothèse 1 : …La température de surface d’une planète dépend de sa
distance au soleil ……………
Activité 1 : Lien entre l’activité et l’hypothèse on cherche à la vérifier : le protocole est donné. Mais il
faut expliquer pourquoi on utilise l’énergie lumineuse au lieu de la température pour des raisons pratiques.
Diviser la classe en deux groupes :
- une partie remplie la ligne du tableau 1/d²
- l’autre partie mesure l’énergie avec le banc optique expliquer les consignes d’utilisation du banc
optique
Consignes d’utilisation calibrer sur 2000 lux
!!! Attention ne pas déplacer la source tant qu’elle est encore chaude pour ne pas griller l’ampoule. !!!
Activité 1 : établir la relation reliant énergie reçue en surface d’une planète et distance au soleil. Pour
cela on utilise un modèle le banc optique et une sonde lumineuse.
Critères de notation d’un graphique
/10
Choix des axes
Abscisse
/1
Ordonnée
/1
Choix des échelles
/2
Légendes des axes
Présence d’une légende
/1
Unité des axes
/0.5
graduation
/0.5
Précision des points
/0.5
Propreté
/0.5
Liaison entre les points
/0.5
Utilisation d'un code couleur ou légende
/1
Titre
Présence d’un titre
/0.5
Pertinence du titre
1

Protocole : à l’aide de la sonde photométrique, mesurez la quantité d’énergie lumineuse reçue en fonction
de sa distance à la source.
Consignes : calibrer le luxmètre sur 2000, enlever le cache, et faire les mesures en se rapprochant de la
source.
Remplir le tableau suivant :
d
distance en cm
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
E=énergie reçue
En lux (watt/m²)
1/d²
Tracez sur une feuille de papier millimétré la courbe E = f(d)
Tracez sur la même feuille de papier millimétré la courbe 1/d²=f(d)
Questions 1 : Décrivez la première courbe. Que pouvez vous en conclure par rapport à l’hypothèse
formulée ? Comparez les deux courbes que vous avez tracées que pouvez vous en déduire ?
L’énergie lumineuse diminue lorsque la distance par rapport à la
source augmente.
Pour ce modèle l’hypothèse de départ est validée : l’énergie
lumineuse décroît lorsqu’on s’éloigne de la source.
L’énergie lumineuse en fonction de la distance à la source varie de
la même façon que la courbe 1/d² en fonction de la distance au
soleil. L’énergie lumineuse est proportionnelle à l’inverse du carré
de la distance.
Activité 2 : Lien avec l’activité précédente : vérifier sur le réel si les températures de surface sont bien
régies par leur distance au soleil.
Activité 2 : replacer sur la courbe des températures théoriques des planètes leur température réelle
(mesurée).
Le tableau ci-dessous présente la température de surface mesurée des planètes du système solaire, ainsi
que leur distance par rapport au soleil en UA (15.106 km = 1 unité Astronomique).
Planètes
Mercure
Vénus
Terre
Lune
Mars
Jupiter
Saturne
Uranus
Neptune
Pluton
Température moyenne
mesurée
150
450
15
-18
-50
-160
-200
-220
-230
-240
Distance au soleil
en UA
0.4
0.7
1
1
1.5
5.2
9.5
19.2
30.1
39.4
Le graphique distribué représente la température théorique des planètes en fonction de leur distance au
soleil.
Placez sur cette courbe la température réelle des planètes. Placez les légendes de la courbe.
Questions 2 : Que remarquez vous, et quels problèmes posent certaines planètes ?
Certaines planètes ne sont pas placées sur la courbe des
températures théoriques, Mars, Vénus et la Terre sont plus chaudes.
BILAN : individuel
Bilan : les deux activités répondent elles au problème posé ?
La température d’une planète dépend de sa distance au soleil, et
d’autre chose.