Enseignement scientifique 1re - 2023
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Esprit critique
Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Les cristaux, des édifices ordonnés
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 4
Le rayonnement solaire
Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre
Ch. 6
Énergie solaire, photosynthèse et nutrition
Ch. 7
Énergie solaire et humanité
La Terre, un astre singulier
Ch. 8
La forme de la Terre
Ch. 9
L’Histoire de l'âge de la Terre
Ch. 10
La Terre dans l'Univers
Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Son et musique
Ch. 12
Le son, une information à coder
Ch. 13
Entendre et protéger son audition
Projet expérimental et numérique
Livret Maths
Annexes
Chapitre 8
Activité 1 - documentaire
La rotondité de la Terre
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Introduction
Alors que localement la Terre peut sembler plane, les observations de différentes natures ont amené les philosophes à conclure dès l'Antiquité que la Terre est sphérique.
Quelles observations ont permis d'aboutir à cette certitude ?
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- La notion d'éclipse
- Le tracé de rayons lumineux
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Documents
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Doc. 1Les hypothèses d'Anaxagore
Anaxagore (500-428 av. J.‑C) est un philosophe et penseur grec passionné par l'étude des phénomènes naturels. Ses travaux ont principalement consisté à essayer de les expliquer. ll est le premier à avoir donné une interprétation correcte des éclipses de Lune, expliquant que la Lune passe dans l'ombre de la Terre. Son explication est toutefois basée sur une hypothèse erronée qui place le Soleil à environ 6 500 km de la Terre. Il ne s'est pas prononcé sur la rotondité de la Terre, car l'ombre portée peut être « ronde » si on considère qu'elle a une forme de sphère ou de disque.
Lorsque la Lune pénètre dans l'ombre de la Terre, on peut observer la limite circulaire de l'ombre portée à la surface de la Lune.
Lorsque la Lune pénètre dans l'ombre de la Terre, on peut observer la limite circulaire de l'ombre portée à la surface de la Lune.
Lorsque la Lune pénètre dans l'ombre de la Terre, on peut observer la limite circulaire de l'ombre portée à la surface de la Lune.
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les différentes formes visibles de la Lune lors d'une éclipse en 2018.
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Doc. 2La Terre ronde selon Aristote
La sphéricité de la Terre a été admise dès l'Antiquité par Aristote (384-322 av. J.‑C.), philosophe grec, disciple de Platon (428-348 av. J.‑C.). Contrairement à une idée reçue, ce n'est pas Galilée (1564-1642) qui, le premier, a fait ce constat.
En effet, Aristote a avancé quelques arguments. Il s'est appuyé sur la forme circulaire de l'ombre portée de la Terre sur la Lune lors des éclipses, mais a aussi fait état des changements observés dans l'aspect du ciel nocturne lorsqu'on se déplace du Nord vers le Sud : des étoiles apparaissent, d'autres disparaissent.
De plus, Aristote pensait que la Terre devait résulter de l'agglomération de chaque « portion de terre » sous l'effet d'une tendance naturelle des objets à se diriger vers un point central, de sorte que pour des raisons de symétrie et d'équilibre, elle ne peut posséder d'autres formes que sphérique.
Dans son Traité du ciel (livre II, chapitre 14), Aristote mentionne une estimation du périmètre de la Terre et insiste sur la petitesse de cette longueur par rapport aux distances des corps cosmiques. Quelques années plus tard, Ératosthène (276-194 av. J.‑C.) détermine avec plus de précision la longueur du méridien terrestre. Aristote (384-322 av. J.‑C.).
En effet, Aristote a avancé quelques arguments. Il s'est appuyé sur la forme circulaire de l'ombre portée de la Terre sur la Lune lors des éclipses, mais a aussi fait état des changements observés dans l'aspect du ciel nocturne lorsqu'on se déplace du Nord vers le Sud : des étoiles apparaissent, d'autres disparaissent.
De plus, Aristote pensait que la Terre devait résulter de l'agglomération de chaque « portion de terre » sous l'effet d'une tendance naturelle des objets à se diriger vers un point central, de sorte que pour des raisons de symétrie et d'équilibre, elle ne peut posséder d'autres formes que sphérique.
Dans son Traité du ciel (livre II, chapitre 14), Aristote mentionne une estimation du périmètre de la Terre et insiste sur la petitesse de cette longueur par rapport aux distances des corps cosmiques. Quelques années plus tard, Ératosthène (276-194 av. J.‑C.) détermine avec plus de précision la longueur du méridien terrestre. Aristote (384-322 av. J.‑C.).
Aristote (384-322 av. J.‑C.).
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Doc. 3Les constellations
En observant les étoiles dans le ciel en France métropolitaine, on remarque que certaines constellations ne sont visibles que pendant certaines périodes de l'année. En regardant le ciel depuis d'autres latitudes, voire l'autre hémisphère, les constellations visibles sont différentes. Cela s'explique par le fait que lorsqu'on regarde le ciel depuis différents endroits, on n'observe pas la même portion du ciel.
Les constellations présentées ne sont visibles qu'à certaines périodes de l'année dans l'hémisphère nord.
Les constellations présentées ne sont visibles qu'à certaines périodes de l'année dans l'hémisphère nord.
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Doc. 4Les repères des navigateurs
Lorsqu'un bateau s'éloigne à l'horizon, un marin à bord voit disparaître tout d'abord le pied du phare, puis la partie centrale et enfin son sommet. Ce phénomène s'explique par la rotondité de la Terre comme le montre ce schéma. Si la Terre était plate, le phare resterait entièrement visible à l'horizon, jusqu'à devenir un point.
Schéma de la disparition à l'horizon. Le haut du phare est la dernière partie que le marin aperçoit quand il s'éloigne à l'horizon.
Schéma de la disparition à l'horizon. Le haut du phare est la dernière partie que le marin aperçoit quand il s'éloigne à l'horizon.
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Doc. 5La Terre vue de la Lune
Le 21 juillet 1969, Neil Armstrong pose le pied sur la Lune. La mission Apollo 11 est l'aboutissement d'un programme spatial ambitieux lancé en 1961 par John F. Kennedy.
Pourtant, en décembre 1968, William Anders, de la mission Apollo 8, avait déjà rapporté des clichés inoubliables pris depuis son vaisseau spatial et montrant le lever de Terre au-dessus de la surface de la Lune.
Lever de Terre au-dessus de la Lune. La photographie a été prise par Michael Collins, astronaute de la mission Apollo 11.
Pourtant, en décembre 1968, William Anders, de la mission Apollo 8, avait déjà rapporté des clichés inoubliables pris depuis son vaisseau spatial et montrant le lever de Terre au-dessus de la surface de la Lune.
Lever de Terre au-dessus de la Lune. La photographie a été prise par Michael Collins, astronaute de la mission Apollo 11.
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Constellation : ensemble d'étoiles dont la projection sur la voûte terrestre forme des animaux ou des objets lorsqu'on les relie par des lignes imaginaires.
Méridien : arc de cercle imaginaire reliant les deux pôles de la Terre, orthogonal à l'équateur, associé à une longitude.
Méridien : arc de cercle imaginaire reliant les deux pôles de la Terre, orthogonal à l'équateur, associé à une longitude.
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Questions
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1. Doc. 1 Proposez une illustration de l'hypothèse d'Anaxagore et reprise par Aristote par un schéma représentant l'ombre de la Terre et l'ombre portée sur la Lune. On tracera des rayons solaires parallèles entre eux.
2. Doc. 2 et doc. 3 Identifiez les observations qu'Aristote a collectées pour prouver que la Terre est sphérique. Quel autre argument utilise-t-il ?
3. Doc. 3 En effectuant une recherche sur Internet avec l', repérez deux constellations visibles depuis la France, et deux depuis le sud du Chili.
4. Synthèse Listez les différents arguments avancés dans l'ensemble des documents prouvant la rotondité de la Terre.
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2. Doc. 2 et doc. 3 Identifiez les observations qu'Aristote a collectées pour prouver que la Terre est sphérique. Quel autre argument utilise-t-il ?
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