À la fin des activités, l'élève sera en mesure de...

PARTIE A : Constater les changements de son ombre à différents moments de la journée.

PARTIE B : Comprendre que c'est la position de la lumière (Soleil, lampe de poche) qui fait varier la longueur de l'ombre. Comprendre que c'est la Terre qui tourne autour du Soleil (rotation de la Terre autour du Soleil) et non pas le soleil qui se déplace.

PARTIE A :

-Craies (nécessaires si les mesures se tracent sur l'asphalte)

-Unités de mesures non-conventionnelles (au choix de l'enseignant)

PARTIE B :

-Lampes de poches

-Objets au choix ( crayon, petit personnages, etc.) qui permettront  aux élèves d'observer leur ombre dans la classe 

 1. Demander aux élèves d'expliquer dans leurs mots leur définition de ce qu'est une ombre. À cette étape, il est important de laisser les élèves expliquer leurs propres conceptions du phénomène sans leur donner de réponses ou d'explications.

2. Présenter la question : Qu'arrivera-t-il à ton ombre si tu l'observes

à différents moments de la journée ?

HYPOTHÈSE:
Les élèves choisissent et cochent leur hypothèse dans leur carnet.  Ces hypothèses doivent toujours refléter leurs conceptions initiales.

Les élèves expliquent oralement le choix de leur hypothèse en grand groupe. 

Voir les choix d'hypothèses dans le carnet de l'élève.

PLANIFICATION :

-L'activité se réalise à l'extérieur en équipes de 2 élèves.

- Les élèves devront tracer et comparer leur ombre sur le sol à des moments différents de la journée (matin, midi, après-midi). Il faut donc prévoir sortir  à l'extérieur à trois ou quatre moments différents dans la journée et choisir une journée ensoleillée.

-Expliquer aux élèves le protocole qui se retrouve dans leur carnet.

- Choisir  une unité de mesure non-conventionnelle (par équipe ou pour la classe) et expliquer aux élèves comment prendre leurs mesures.

RÉALISATION

-Expliquer et distribuer à chacune des équipes le matériel nécessaire à l'activité : unité de mesure non-conventionnelle choisie et craies

-Les équipes mesurent leur ombre, à l'aide d'une unité de mesure non-conventionnelle et la note sur le sol.

- Important : L'endroit doit être le même pour chaque prise de données. À la fin de chaque expérimentation, les élèves retournent en classe et dessinent leur résultat dans leur cahier.

 BILAN

-L'élève coche dans son carnet le résultat qui correspond à ce qu'il a observé et noté.

-Discussion : Les élèves tentent d'expliquer les résultats qu'ils ont obtenus. Il est possible de les aider en dessinant les différentes explications au tableau. La partie B permettra de consolider ces observations.

-Attentes des résultats observés  (voir  «explications scientifiques») :
Plus le Soleil est haut dans le ciel, plus l'ombre  sera courte. Plus le Soleil est bas à l'horizon, plus l'ombre sera longue.

HYPOTHÈSES (à l'oral)

1. Discussion autour des idées des élèves. Questionner les élèves sur le choix d'un objet qui pourrait remplacer le soleil. Présenter le matériel qui sera utilisé : la lampe de poche.

PLANIFICATION

À partir des illustrations proposées dans leur carnet, les élèves tentent d'expliquer et/ou de produire une façon ou un modèle qui leur permettra de recréer les ombres qu'ils ont observées à l'extérieur. Si c'est possible, un croquis de leur modèle pourrait être dessiné dans leur carnet.

Questionnement possible pour les aider : Est-il possible de créer différentes ombres comme celles que tu as observées à l'extérieur avec une lampe de poche et un objet choisi dans la classe ?

RÉALISATION

Les élèves expérimentent leurs modèles.

Voici ce qui pourrait être observé :

- Créer une ombre avec la lampe de poche en faisant bouger l'objet.

- Créer une ombre en faisant bouger la lampe de poche.

BILAN

Discussion autour des résultats obtenus. Comparaison avec leurs idées et/ou dessins de départ.  

S'assurer de la compréhension du phénomène : Faire une démonstration afin de s'assurer que tous les élèves ont bien compris que c'est la position de la lumière (Soleil, lampe de poche) qui fait varier la longueur de l'ombre. Il est important aussi de comprendre que c'est la Terre qui tourne (rotation de la Terre autour du Soleil) et non pas le soleil qui se déplace.

Ces explications sont un extrait de la source suivante:

Source : http://cdpsciencetechno.org/cdp/UserFiles/File/telechargement/ombre_capsule.pdf
Il est possible d'aller consulter le site pour d'avantage d'explications.

• Comment l'ombre se forme-t-elle ?

La lumière voyage et rencontre des objets. Lorsqu'elle rencontre un objet opaque,

la lumière peut être absorbée ou réfléchie. Comme elle voyage en ligne droite, elle ne peut se rendre derrière l'objet, il y a alors une zone d'ombre.

Une démonstration simple à faire en classe consiste à lancer un peu de farine dans

les airs, devant une lampe de poche allumée dans un local le plus noir possible.

L'ombre propre est la région de l'objet qui ne reçoit pas de lumière. Lorsque c'est la

nuit à Montréal, c'est que Montréal est située dans l'ombre propre de la Terre.

Le cône d'ombre est la région de l'espace où aucun rayon lumineux issu de la source

ne passe. L'éclipse lunaire se produit lorsque la Lune se situe dans le cône d'ombre

de la Terre.

L'ombre portée est la zone de l'écran qui ne reçoit pas de rayon. La forme, la taille

et la position de l'ombre portée varient selon la position de l'objet par rapport à la

source, l'emplacement et l'inclinaison de l'écran.

Plus l'objet est près de la source lumineuse, plus le contour de l'ombre portée est

diffus. Plus l'objet est près de l'écran, plus le contour de son ombre portée est clair.

Plus le Soleil, source lumineuse, est haut dans le ciel, plus l'ombre portée est courte.

Plus le Soleil est bas à l'horizon, plus l'ombre portée est longue.