Ressources · 6ᵉ · Physique
Lumière : ombres, jour et nuit, saisons
Sources de lumière et objets éclairés ; transparent, translucide, opaque ; ombre propre et ombre portée ; jour et nuit, ombre d’un bâton et phases de la Lune ; saisons : hauteur du Soleil, durée du jour, solstices et équinoxes
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Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Lumière : ombres, jour et nuit, saisons
Sources de lumière et objets éclairés ; transparent, translucide, opaque ; ombre propre et ombre portée ; jour et nuit, ombre d’un bâton et phases de la Lune ; saisons : hauteur du Soleil, durée du jour, solstices et équinoxes
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Physique 6ᵉ
Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Exercice 1 – Sources et matériaux ★★
(4 pts)Le soir, dans une chambre sans fenêtre, Inès allume une lampe de chevet. Son abat-jour est en papier : on voit la lumière à travers, mais pas la forme de l’ampoule. La lampe éclaire une affiche accrochée au mur.
- a)La lampe allumée est-elle une source de lumière ou un objet éclairé ? Et l’affiche ? Justifie chaque réponse.
- b)Inès éteint la lampe : elle ne voit plus l’affiche. Explique pourquoi.
- c)L’abat-jour est-il transparent, translucide ou opaque ? Justifie avec l’énoncé.
- d)Inès veut une porte de placard qui ne laisse passer aucune lumière. Quel type de matériau doit-elle choisir ? Donne un exemple.
Exercice 2 – Ombres sur l’écran ★★
(4 pts)Sur une table, on aligne une lampe de poche, une boule opaque et un écran blanc. La lampe est à gauche de la boule, l’écran à droite.
- a)Comment s’appelle la tache sombre qui apparaît sur l’écran ?
- b)Sur la boule elle-même, une partie n’est pas éclairée. Comment s’appelle-t-elle, et de quel côté de la boule se trouve-t-elle ?
- c)Sans changer de boule, donne une façon d’agrandir la tache sombre sur l’écran.
- d)On remplace la boule par une boule en papier calque, de même taille. Que devient la tache sombre ? Pourquoi ?
Exercice 3 – Le bâton dans la cour ★★
(4 pts)Un jour de janvier, des élèves plantent un bâton bien vertical dans la cour et marquent son ombre toutes les heures. C’est vers 13 h, à l’heure des horloges, que l’ombre est la plus courte.
- a)Pourquoi le bâton a-t-il une ombre sur le sol ?
- b)Pourquoi l’ombre est-elle la plus courte vers 13 h ? Comment appelle-t-on cet instant ?
- c)Dans quelle direction l’ombre la plus courte est-elle dirigée ? Justifie.
- d)À 9 h, l’ombre est-elle plus longue ou plus courte qu’à 13 h ? De quel côté du bâton se trouve-t-elle ?
Exercice 4 – Jour, nuit et Lune ★★★
(4 pts)En classe, on éclaire un globe terrestre avec une lampe, dans la salle obscure. Plus tard, on observe la Lune ci-dessous depuis la France.
- a)Dans ce modèle, que représentent la lampe et le globe ? Pourquoi une moitié seulement du globe est-elle éclairée ?
- b)Explique, avec ce modèle, pourquoi il fait jour puis nuit en France, et en combien de temps environ ce cycle se répète.
- c)La Lune dessinée est éclairée à gauche, plus qu’à moitié. Nomme cette phase, puis la phase qui suivra environ une semaine plus tard.
- d)Tom affirme : « la partie sombre de la Lune, c’est l’ombre de la Terre ». Corrige-le.
Exercice 5 – Les saisons à Lille ★★★
(4 pts)Voici, pour Lille, la hauteur du Soleil à midi solaire et la durée du jour à trois dates : le 21 juin, le 21 décembre et un jour d’équinoxe.
| Date | A | B | C |
|---|---|---|---|
| Hauteur du Soleil à midi solaire | 39° | 16° | 63° |
| Durée du jour | environ 12 h 10 | environ 8 h | environ 16 h 30 |
- a)Associe chaque colonne A, B, C à sa date. Justifie une de tes réponses.
- b)Donne deux raisons pour lesquelles il fait plus chaud à la date C qu’à la date B.
- c)Un élève dit : « en décembre, la Terre est plus loin du Soleil, c’est pour ça qu’il fait froid ». Explique son erreur et donne la vraie cause des saisons.
- d)À la date B, quelle saison commence à Buenos Aires, dans l’hémisphère Sud ? Le jour y est-il long ou court ?
Bon courage !
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Voir le corrigé et le barème
Corrigé et barème – Lumière : ombres, jour et nuit, saisons
Sources de lumière et objets éclairés ; transparent, translucide, opaque ; ombre propre et ombre portée ; jour et nuit, ombre d’un bâton et phases de la Lune ; saisons : hauteur du Soleil, durée du jour, solstices et équinoxes
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Physique 6ᵉ
Exercice 1 – Sources et matériaux ★★
(4 pts)- a)La lampe allumée produit sa lumière : c’est une source. L’affiche ne fait que renvoyer la lumière de la lampe : c’est un objet éclairé. (1)
- b)L’affiche ne reçoit plus de lumière : elle n’a plus rien à renvoyer vers les yeux d’Inès, elle devient invisible dans le noir complet. (1)
- c)Translucide : la lumière passe à travers l’abat-jour, mais on ne distingue pas la forme de l’ampoule. (1)
- d)Un matériau opaque, qui ne laisse pas passer la lumière : du bois, par exemple (ou du métal). (1)
Repère — Source : produit la lumière. Objet éclairé : la renvoie. Transparent, translucide, opaque : selon ce qui passe.
Exercice 2 – Ombres sur l’écran ★★
(4 pts)- a)C’est l’ombre portée de la boule : la zone de l’écran où la lumière de la lampe n’arrive pas. (1)
- b)C’est l’ombre propre ; elle est sur la face droite de la boule, du côté opposé à la lampe. (1)
- c)Rapprocher la lampe de la boule (ou éloigner l’écran de la boule) : l’ombre portée grandit. (1)
- d)Elle devient pâle : le papier calque est translucide, une partie de la lumière le traverse. (1)
Le point clé — Ombre propre sur l’objet, ombre portée derrière l’objet ; source proche : ombre plus grande.
Exercice 3 – Le bâton dans la cour ★★
(4 pts)- a)Le bâton est opaque : il bloque la lumière du Soleil, qui se propage en ligne droite. Derrière lui, la lumière n’arrive pas. (1)
- b)C’est le moment où le Soleil est au plus haut dans le ciel : le midi solaire. Plus le Soleil est haut, plus l’ombre est courte. (1)
- c)Vers le nord : à midi solaire, le Soleil est au sud, et l’ombre part à l’opposé du Soleil. (1)
- d)Plus longue : le Soleil est plus bas. Il est du côté de l’est (sud-est), donc l’ombre est du côté de l’ouest (nord-ouest). (1)
Repère — L’ombre d’un bâton est toujours à l’opposé du Soleil, et la plus courte au midi solaire.
Exercice 4 – Jour, nuit et Lune ★★★
(4 pts)- a)La lampe représente le Soleil, le globe la Terre. La lumière va en ligne droite : seule la moitié du globe tournée vers la lampe la reçoit. (1)
- b)La Terre tourne sur elle-même : la France passe dans la moitié éclairée (jour), puis dans la moitié sombre (nuit). Un tour dure environ 24 heures. (1)
- c)C’est une Lune gibbeuse décroissante (éclairée à gauche : elle décroît). Ensuite vient le dernier quartier, une demi-Lune en forme de C. (1)
- d)Non : la Lune est toujours à moitié éclairée par le Soleil. Selon sa position autour de la Terre, nous voyons une partie plus ou moins grande de cette moitié éclairée : ce sont les phases. (1)
Le point clé — Le Soleil éclaire toujours une moitié de la Terre et une moitié de la Lune : le jour, la nuit et les phases en découlent.
Exercice 5 – Les saisons à Lille ★★★
(4 pts)- a)A : équinoxe (environ 12 h de jour) ; B : 21 décembre (Soleil le plus bas, jour le plus court) ; C : 21 juin (Soleil le plus haut, jour le plus long). (1)
- b)À la date C, le Soleil est plus haut : ses rayons arrivent plus droit et chauffent davantage le sol. Et le jour est environ deux fois plus long : le sol est chauffé plus longtemps. (1)
- c)Faux : la Terre est au plus près du Soleil vers le 4 janvier. Les saisons viennent de l’inclinaison de l’axe de la Terre, toujours dans la même direction, qui change la hauteur du Soleil et la durée du jour. (1)
- d)Le 21 décembre, l’été commence à Buenos Aires : les saisons sont inversées. Le jour y est le plus long de l’année. (1)
Le point clé — Soleil haut et jours longs : été ; Soleil bas et jours courts : hiver ; cause : l’axe incliné, pas la distance.
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Ce contrôle de physique 6ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Lumière : ombres, jour et nuit, saisons » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Sources et matériaux ★★/ 4 pts
- Exercice 2 — Ombres sur l’écran ★★/ 4 pts
- Exercice 3 — Le bâton dans la cour ★★/ 4 pts
- Exercice 4 — Jour, nuit et Lune ★★★/ 4 pts
- Exercice 5 — Les saisons à Lille ★★★/ 4 pts
Notions évaluées
Source de lumière, objet éclairé, transparent, translucide, opaque, ombre propre, ombre portée, propagation en ligne droite, jour et nuit, rotation de la Terre, midi solaire, gnomon, phases de la Lune, solstices, équinoxes, hauteur du Soleil, durée du jour, inclinaison de l’axe, hémisphères Nord et Sud.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Lumière : ombres, jour et nuit, saisons » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de physique de sixième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Lumière : ombres, jour et nuit, saisons » du programme officiel de physique en sixième, soit : sources de lumière et objets éclairés ; objets transparents, translucides et opaques ; ombre propre et ombre portée, position et taille de l’ombre ; alternance du jour et de la nuit (modèle de la lampe et du globe) ; ombre d’un bâton au cours de la journée ; phases de la Lune ; saisons : hauteur du Soleil, durée du jour, solstices et équinoxes, saisons inversées entre les hémisphères.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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