Transcript Pourquoi le cadran solaire (1) ?

Pourquoi le cadran solaire (1) ?
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Pour un observateur terrestre que
ce soit la terre ou le soleil qui
bouge, le résultat est le même il a
la sensation que le soleil tourne
autour de la terre .
En France, il voit le soleil se lever à
l’est et se coucher à l’ouest.
Il remarque que suivant les
saisons, il n’est pas toujours à la
même hauteur et qu’il ne se lève
pas tout à fait au même endroit,
mais il tourne !
Suivant les saisons le soleil se
décale vers le Nord ou au contraire
vers le Sud.
Dans le premier cas, la trajectoire
au dessus de l’horizon s’allonge et
la durée du jour augmente, dans le
second la durée du jour diminue.
Pourquoi le cadran solaire (2) ?
Si on plante un bâton dans le
sol à la verticale, on
remarque que la longueur de
son ombre varie dans la
journée, mais aussi tout au
long de l’année.
► Elle est la plus courte au
solstice d’été et elle est la
plus longue au solstice
d’hiver.
► Et voilà pourquoi notre
cadran solaire …..
► Bien sur la trajectoire de
l’ombre va dépendre de là où
on se trouve :
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Pourquoi le cadran solaire (3) ?
Au pôle nord, l’horizon est
parallèle à l’équateur, donc
un gnomon( le fameux
bâton) planté à la verticale
est parallèle à l’axe de la
terre et il est perpendiculaire
à la trajectoire du soleil.
► En 24 h le soleil boucle un
cercle autour de ce gnomon,
donc une heure correspond à
15°, toutes les heures
l’ombre se décale de 15°
► Ce qui marche au pôle nord
marchera à n’importe quelle
latitude, il y aura des
aménagements( calculs) à
faire et on obtiendra divers
types de cadrans solaires.
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cadran analemmatique (1)
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Un cadran analemmatique
est constitué d'une ellipse
graduée avec des points
horaires, et une ligne
centrale où se déplace le
style au cours de l'année.
Le cadran analemmatique
le plus courant est
horizontal.
Il est souvent réalisé au
sol, de grande dimension,
afin qu'une personne
puisse jouer
le rôle du style en se
plaçant à l'endroit indiqué
par la date pour projeter
son ombre sur l'ellipse.
cadran analemmatique (2)
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Si l'ombre de la personne
est suffisamment longue et
coupe l'ellipse, l'heure est lue
à l'intersection de l'ombre et
de l'ellipse.
Plus la latitude est élevée,
plus l'ellipse tend vers un
cercle et la ligne des dates
se rétrécit.
Au pôle, le cadran
analemmatique devient un
cadran équatorial.
A l'équateur, l'ellipse se
réduit à une droite graduée
par les points d'heure, mais
la ligne des dates atteint sa
plus grande élongation.
CADRAN ÉQUATORIAL (1)
Le style fait un angle avec le
plan horizontal égal à la
latitude du lieu.
► La table est perpendiculaire
au style et fera donc avec le
plan horizontal un angle de
90° moins la latitude du lieu.
► Les lignes horaires font des
angles égaux de 15°.
► La ligne de 12h est sur le
méridien local.
► Les lignes horaires sont
tracées sur les deux faces de
la table.
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CADRAN ÉQUATORIAL (2)
La lecture s’effectue sur la
face supérieure de l’équinoxe
de printemps à l’équinoxe
d’automne et sur la face
inférieure de l’équinoxe
d’automne à celui du
printemps.
► Les cadrans équatoriaux qui
ne présentent que la face
supérieure ne seront lisibles
qu’au printemps et en été.
► On l’appelle équatorial car sa
table est parallèle à
l’équateur terrestre
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CADRAN ÉQUATORIAL (3)
► Cadran
équatorial
armillaire
► Même principe, mais on
utilise la portion d’un
cercle tronqué sur
laquelle se projette
l’ombre d’un style.
► Pour en faire rapidement
et pas cher, il suffit de
prendre un tambour à
broder du commerce ….
LE CADRAN POLAIRE
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C’est un type de cadran peu
courant, il donne l’heure de 7 à
17h , il est universel : son tracé est
indépendant de la latitude du lieu
où on se trouve.
Il est appelé cadran polaire car la
table est plane et parallèle à l’axe
des pôles, .
La table du cadran est
perpendiculaire au méridien de
GREENWICH, c’est à dire à l’axe
Nord/sud, et forme avec
l’horizontale un angle égal à la
latitude du lieu.
Les lignes horaires sont parallèles.
Le style est parallèle à la table
donc son ombre balaye
successivement les lignes
d’ouest en est.
LES CADRANS VERTICAUX(1)
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Ce sont les cadrans les plus
répandus. Il n’est pas
possible de les orienter selon
le méridien local car ils sont
très souvent tracés sur un
mur.
Cette orientation n’étant pas
modifiable, c’est le tracé et la
position du style qui seront
modifiés en conséquence.
La détermination de
l’orientation du mur, comme
le tracé du cadran vertical
déclinant Et l’implantation de
don style demandent des
calculs relativement
compliqués.
LES CADRANS VERTICAUX(2)
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Différents types :
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- les cadrans verticaux
plein sud appelé aussi
cadran méridional
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- les cadrans verticaux
déclinants Est ou Ouest
- les cadrans verticaux
occidentaux ( tournés vers
l’Ouest )
- les cadrans verticaux
orientaux (tournés vers l’Est)
Cadran Horizontal
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Il est facile à réaliser , on
peut l’installer dans un
endroit dégagé, il fonctionne
toute l’année du lever au
coucher du soleil
Il est composé d’une table
horizontale et d’u style qui
pointe vers le Nord céleste
qui projette une ombre qui
recouvre une ligne qui donne
l’heure.
L’écart entre les lignes n’est
pas constant, des calculs
trigonométriques permettent
de trouver les angles.
Cadran du berger
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Constitué d'un cylindre en
buis recouvert de papier
imprimé, et d'une lame
d'acier pouvant se loger à
l'intérieur du cylindre, ce
cadran permet d'indiquer
l'heure d'après la hauteur du
soleil, mesurée en un lieu.
L'ombre du soleil est portée
sur les lignes horaires
imprimées sur le cylindre,
variables suivant les saisons,
et la latitude définie.
Très simple à utiliser, ne
nécessitant pas de boussole,
ce type de cadran de
voyage, appelé aussi montre
de berger se vendait cinq
francs en 1849 à Paris.