Jour et nuit

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On appelle aussi jour, le temps qui sépare 2 passages du Soleil au même point (lever, culmination ou coucher). Selon cette définition, la durée d’un jour est égale à un jour plus une nuit.

Le mot jour a plusieurs significations. Dans le langage courant, c’est le temps qui s’écoule entre le lever et le coucher du soleil. Au jour succède la nuit jusqu’au prochain lever de soleil. Cette succession de jours et de nuits est très importante pour tous les êtres vivants.

Sur une planète en forme de sphère il y a toujours une moitié (hémisphère) éclairée et une autre moitié dans l’ombre.

Night and Day

La rotation de la Terre

La Terre tourne sur elle-même en 1 jour (24 heures). En comparaison le «jour» de Saturne dure 10 heures et demi et celui de Vénus 243 jours.

Je téléphone à 12h27 (heure de Lausanne) à tante Agathe qui vit à New-York. Quelle heure est-il chez elle?

Est-elle contente de vous entendre lorsque vous l'appelez pendant la récréation de 10 heures?

Quels sont les avantages et les inconvénients de l’heure d’été?

Quels sont les avantages et les inconvénients de fusionner les fuseaux horaires en Europe?

3.

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5.

6.

Le crépuscule

l’atmosphère de la Terre est bleue

Le méridien origine à partir duquel on découpe les fuseaux horaires est, pour des raisons historiques, celui de Greenwich en Angleterre. Le temps moyen de Greenwich (GMT) a servi de référence temporelle dans le monde jusqu’en 1972 où elle a été remplacée par le Temps universel coordonné (UTC) en 1972.

Les États fixent l'heure sur leur territoire en définissant un décalage fixe par rapport au temps universel coordonné (UTC). Ce décalage souvent égal à un nombre entier d'heures, mais certains pays emploient un décalage d’une demi-heure (Iran UTC+3 :30). En Suisse on vit dans le fuseau UTC+1 en hiver et UTC+2 (heure d’été). Aux antipodes du méridien de Greenwich il y a la ligne de changement de date qui zig-zague au milieu de l’Océan Pacifique.

L’heure solaire

On sait bien que cette «course du Soleil» est une illusion produite par la rotation de la Terre. A chaque instant il y a un méridien différent qui se retrouve face au Soleil: pour ce méridien il est midi.

L’heure légale

Autrefois chaque village réglait son horloge sur la course du Soleil: chaque village avait une heure différente. Avec l’invention des chemins de fer (et de ses horaires), puis des télécommunications il est devenu indispensable de définir des zones avec la même heure. Ce sont les fuseaux horaires.

Les fuseaux horaires

Si on divise la Terre en 24 tranches égales on obtient 24 fuseaux horaires dans lesquels on observe une heure uniforme. Pour des raisons pratiques, ces fuseaux ont tendance à suivre les frontières des pays. Certains pays se regroupent dans une même zone horaire pour simplifier les communications et le commerce. Certains grands pays (Russie, Etats-Unis) font coexister plusieurs fuseaux sur leur territoire. D’autres comme la Chine ont adopté une heure légale unique sur tout le territoire.

L’heure d’été

Certains pays aux latitudes élevées décalent leur fuseau horaire une partie de l'année pour économiser l’énergie en soirée: c’est l’heure d'été.

Le temps universel

La durée du jour

Définition :

un méridien est une ligne imaginaire tracée à la surface de la Terre entre les pôles géographiques. Les points situés sur un même méridien ont la même longitude.

Le Soleil «se lève le matin», il «monte» dans le ciel jusqu’à midi puis «redescend» et «se couche».

Lorsqu’il est midi à Lausanne le Soleil est au sommet de sa courbe dans le ciel. 2 minutes plus tard il a déjà amorcé sa descente, la Terre a tourné et c’est Genève qui est en face du Soleil: il est midi à Genève … et 12h02 à Lausanne. Ce temps solaire est fondé sur un soleil fictif qui se déplacerait autour de l'équateur à une vitesse constante. On divise la journée en 24 parties égales qu’on appelle les «heures». Pourquoi 24 heures et pas 10 ou 100 ? Parce que les Babyloniens qui ont étudié l’astronomie avant nous aimaient bien le nombre 12 et ses multiples. On en a gardé plusieurs souvenirs: les jours de 2 fois 12 heures mais aussi les heures de 60 minutes et les minutes de 60 secondes.

Questions

A quelle longitude l'heure légale utilisée en Suisse correspond-elle vraiment à celle du Soleil?

Quels sont les avantages et les inconvénients d'utiliser une heure légale ou l'heure solaire?

1.

2.

Sur une planète sans atmosphère, la nuit tombe brusquement dès que le Soleil se couche. En effet il n’y a pas d’atmosphère pour diffuser la lumière et faire une transition progressive du jour à la nuit.

Autour de la Terre il y a une atmosphère qui diffuse la lumière. Lorsque le Soleil se couche la nuit tombe progressivement. De même à l’aube, une lueur illumine l’atmosphère avant le lever du Soleil. On appelle ces deux transitions le crépuscule.

le “ciel” de la Lune est toujours noir.

crépuscule

nuit

jour

lever

du Soleil

coucher

du Soleil

Fuseaux horaires (Wikipedia)_cliquer pour agrandir.

Nous avons vu que la durée du jour correspond au temps mis par la Terre pour faire un tour complet sur elle-même autour de son axe comme une toupie.

Cette rotation dure 23 heures et 56 minutes: c’est le jour sidéral.

Pendant ce temps la Terre avance sur son orbite à plus de 100’000 km/h. Elle se retrouve donc décalée par rapport au Soleil et ce n’est que 4 minutes plus tard, soit après 24 heures, qu’elle se retrouve dans la même position par rapport à celui-ci : c’est le jour solaire ou jour synodique.

Sunrise & Sunset

Lorsqu’à l’équinoxe le soleil se couche à 18 heures à Berne, le soleil s’est déjà couché depuis 4 minutes à Zürich où il est déjà 18h04. Pendant ce temps il n’est que 17h57 à Lausanne car le Soleil ne se couchera que dans 3 minutes.

Le Soleil se lève à l'extrémité Est de la Suisse (dans les Grisons) environ 15 minutes avant Lausanne. Il y a un décalage de 2 minutes entre Lausanne et Genève. Pour palier ces inconvénients, les Etats ont inventé l'heure légale: sur tout le territoire helvétique par exemple, l'heure est la même.

L’ombre de Thalès

Attention: l'heure obtenue est «l'heure solaire». Elle est différente de «l'heure légale» que nous utilisons tous les jours. En effet, l'heure solaire est différente pour chaque méridien: lorsqu'il est midi à Lausanne, il n'est que 11h58 à Genève. L'heure légale est définie pour tout un fuseau horaire, une tranche de Terre de 15° : ce n'est qu'au centre du fuseau horaire que l'heure solaire coïncide avec l'heure légale. A Lausanne, il faut rajouter 33 minutes à notre cadran. A Berne, 28 minutes et à Genève 32 minutes.

1.Je construis un cadran solaire en papier.

Aujourd’hui on fabrique un cadran solaire.

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