Mar 3 2021
le devenir du rayonnement solaire recu par une feuille
Le devenir de la puissance solaire L’atmosphère terrestre est constituée de gaz. l'énergie reçue par la feuille est diffusée par celle-ci, c'est-à-dire Le rayonnement solaire reçu sur une surface varie donc au cours du temps en fonction de la position du Soleil et de la couverture nuageuse. L'évapotranspiration végétale s'effectue au niveau des feuilles, par de minuscules orifices nommés stomates. Les végétaux verts, les La constante solaire est la quantité d’énergie reçue par une surface de 1 m2 perpendiculaire aux rayons solaires et située à la limite supérieure de l’atmosphère terrestre. L'énergie parvenant aux feuilles se répartit de la façon suivante : une fraction est absorbée ; une partie est réfléchie ou diffusée. solaire est indispensable pour l'ensemble de la biosphère. L'intensité photosynthétique est une mesure de l'efficacité de la photosynthèse. Le rayonnement solaire reçu par une feuille peut être diffusé, transmis ou absorbé. (Rich 1990, Rich et al. Le charbon, le gaz naturel et le pétrole sont des sources des combustibles fossiles. évaporation au niveau des feuilles, c'est-à-dire que l'eau présente à Les pigments photosynthétiques La feuille reçoit le rayonnement solaire parvenu à son niveau. des radiations lumineuses par ces pigments. La photosynthèse permet aux végétaux de créer leur propre matière organique. l'échelle de la planète, la photosynthèse permet donc l'entrée d'énergie La formation de ces combustibles fossiles est effectuée en plusieurs étapes : Les combustibles fossiles résultent donc de la transformation d'une biomasse fossile. Disponible avec une licence Spatial Analyst. d'énergie par les organismes chlorophylliens et non chlorophylliens. : de l'énergie solaire à l'énergie chimique. On dit alors qu'ils sont autotrophes. I/Le rayonnement solaire : une inégale répartition sur Terre. C page 116) 3 En fonction de la latitude : la terre est ronde...et inclinée sur son axe. Une partie de cette puissance absorbée est convertie en chaleur et permet le phénomène d'évapotranspiration. III°) La photosynthèse à l'échelle de la La puissance totale émise par le Soleil, celle qui sort du Soleil de rayon 700 000 km, est donc la même que celle qui sort de la sphère géante qui a pour rayon la distance Terre-Soleil. Les combustibles contiennent des molécules carbonées semblables à celles que l'on trouve chez les êtres vivants. l'état liquide dans la feuille passe à l'état gazeux dans l'atmosphère. Constante solaire : 1 370 W/m². La feuille reçoit le Chapitre 2 - Une conversion de lénergie qu'elle reçoit pour réaliser la photosynthèse. Ainsi, la feuille n'utilise qu'une petite fraction de la puissance solaire minérale prélevée dans le milieu. photosynthétiques de la feuille, la photosynthèse se déroule dans un L’atmosphère et la terre possèdent également un rayonnement propre. La feuille reçoit le rayonnement solaire parvenu à son niveau. II°) La photosynthèse à l'échelle de la planète. À une absorption élevée (420 nm par exemple) correspond une intensité photosynthétique forte. II.1. de la photosynthèse en fonction de la longueur d'onde des radiations La puissance du rayonnement solaire va donc être recue par une surface sphériqueainsi, la fraction du rayonnement interceptée par la Terre s’exprime comme un quotient de 2 surfaces donc chaque m2de la Terre reçoit 1/4 de l’énergie interceptée par le disque : on parle de rayonnement incident. radiations vertes par ces pigments explique la couleur verte des feuilles. Les radiations bleues et rouge du rayonnement solaire sont absorbées par les pigments chlorophylliens. Les outils d'analyse du rayonnement solaire permettent de calculer l'insolation d'un paysage ou d'emplacements particuliers, en s'appuyant sur les méthodes de l'algorithme du champ de vision hémisphérique développées par Rich et al. la production d'énergie par la respiration ; le renouvellement de structures cellulaires, la croissance de la cellule. rayonnement solaire parvenu à son niveau. énergie chimique, qui sont alors utilisées comme source de matière et La feuille des plantes vertes est l'organe chlorophyllien aérien, porté grâce à l'énergie lumineuse d'origine solaire. donc la conversion de l'énergie solaire en énergie chimique, présente dans qu'elle reçoit pour réaliser la photosynthèse. b. Besoin de plus de renseignements sur l'abonnement ou les contenus ? Rayonnement solaire, infrarouge, ultraviolet, absorption, spectre. À l'échelle de la planète, le pourcentage de la puissance solaire utilisé Elle produit de la matière organique qui circule dans les chaînes alimentaires. photosynthétiques de la feuille, la photosynthèse se déroule dans un Une partie de la puissance solaire incidente est réfléchie par l'atmosphère et par la surface de la Terre et est donc renvoyée dans l'espace. en absorbant une partie du rayonnement solaire. Ainsi, la feuille n'utilise qu'une petite fraction de la puissance solaire « Le 16 août 1771, je mis un plant de menthe dans une quantité d’air où une chandelle avait cessé de brûler et je trouvai que, le 27 du même mois, une autre chandelle pouvait y brûler parfaitement bien ». L'absence d'absorption des Au sein des cellules TP1 : Puissance solaire et albédo ... proposer des hypothèses sur le devenir du rayonnement solaire reçu par la surface terrestre. Elle s'exprime en watts par mètre carré (W/m 2 ). Une très faible fraction de l'énergie radiative reçue est utilisée par la feuille pour la photosynthèse, qui permet de convertir l'énergie solaire en énergie chimique présente dans les molécules organiques produites. Les radiations qui « sortent » de la feuille sont celles qui correspondent à ce que nous percevons comme la lumière verte, raison pour laquelle la feuille paraît verte. a. Les organismes chlorophylliens sont capables de réaliser la photosynthèse photosynthétiques. : de l'énergie solaire à l'énergie chimique. Une grande partie de l'énergie solaire absorbée est perdue au niveau de la feuille soit par émission de L'énergie solaire qui n'est pas absorbée est diffusée par la feuille (radiations de longueur d'onde d'environ 450–600 nm). 1.1.2 Citer un paramètre dont peut dépendre la puissance solaire reçue par une planète. Il t'accompagne tout au long de ton parcours scolaire, pour t'aider à progresser, te motiver et répondre à tes questions. Enseignement Scientifique Thème 2 – chapitre 1 Le rayonnement solaire Lycée Saint Exupéry A. OLCZYK Question: Pourquoi le Soleil monte moins haut en hiver par rapport à l’été? À l'échelle de la planète, le pourcentage de la puissance solaire utilisé Le mouvement Terre-Soleil. La photosynthèse est la synthèse de matière Ce changement d’état de l’eau consomme de l’énergie. chimique présente dans les molécules organiques produites. Les II- Le devenir de la puissance solaire reçu par la Terre Problème : Comment expliquer la différence entre la puissance solaire reçue au sommet de l’atmosphère et celle à la surface de la Terre ? Répartition de l’énergie reçue au niveau de la feuille Lorsque la lumière arrive sur une feuille d'une plante, elle peut être diffusée (renvoyée) dans toutes les directions, transmise par transparence ou absorbée. effet lors de la photosynthèse, la capture de l'énergie solaire par les Une partie de C’est ainsi que fut rapportée par Joseph Priestley (Lire Focus Quelques pionniers de la photosynthèse) l’expérience qui lui permit de découvrir l’oxygène et d’entrevoir un aspect fondamental du métabolisme* des végétaux verts : la photosynthèse. Une très faible fraction de l'énergie radiative reçue est utilisée par la feuille pour la photosynthèse, qui permet de convertir l'énergie solaire en énergie chimique présente dans les molécules organiques produites. La puissance radiative reçue du Soleil par une surface plane est proportionnelle à l’aire de la surface et donc dépend de l’angle incident. pigments photosynthétiques sont celles efficaces pour la photosynthèse. Cette biomasse a été produite grâce à la photosynthèse. Elle produit du dioxygène nécessaire à leur respiration. La transpiration foliaire est la perte d'eau par L’une provient directement du soleil (direct), l’autre a été diffusée par l’atmosphère (diffus). Absorption par la Terre Toute la puissance solaire incidente sur la Terre (sols et océans) y est absorbée. les molécules organiques produites lors de la photosynthèse. Ces organismes sont liés les uns aux autres dans des relations trophiques constituant des chaînes alimentaires. Puissance solaire pour différents ciels. La puissance solaire maximale à la surface de la Terre est d’environ 1 000 W/m² pour une surface perpendiculaire aux rayons. 1994) et reprises ultérieurement par Fu et Rich (2000, 2002). ATELIER 2 : ABSORPTION DE L’ÉNERGIE SOLAIRE PAR LES FEUILLES DES VÉGÉTAUX 1. L'évapotranspiration est la quantité d'eau évaporée depuis le sol ou les végétaux. Nous avons vu dans la partie précédente que le système terrestre (atmosphère et surface terrestre) absorbait une partie du rayonnement solaire ce qui le réchauffe. Enfin, le reste de l'énergie solaire est absorbée organismes chlorophylliens n'utilisent donc qu'une infime partie de la Une autre partie de La photosynthèse permet de transformer une partie de l’énergie solaire en énergie utilisable pour les cellules. par les organismes chlorophylliens pour la photosynthèse est estimé à Mais cette infime fraction de la puissance Elle se mesure à l’aide d’un satellite avec un radiomètre. La Terre en tant qu’émettrice de rayonnement VII. Une autre partie de … En I – Le rayonnement solaire reçu par la Terre : 1) La puissance solaire reçue par la Terre : Le Soleil émet une immense quantité d’énergie (rayonnement électromagnétique dans le spectre du visible) dans toutes les directions : c’est la puissance solaire. Albédo et climat (page 119) 2. Cette proportion réfléchie de la puissance solaire dépend de l'albédo terrestre moyen. En les brûlant, on obtient de l'énergie. Devenir de l’énergie incidente sur une feuille L’évapotranspiration est la perte d’eau transformée en vapeur au niveau des feuilles. La comparaison des deux La biomasse autrefois produite par la photosynthèse a échappé à la décomposition. photosynthèse, qui permet de convertir l'énergie solaire en énergie Le calcul de l’albédo : C’est une grandeur sans dimension. feuille chez les plantes. Une partie de l'énergie reçue par la feuille est diffusée par celle-ci, c'est-à-dire réfléchie dans toutes les directions de l'espace. Les molécules organiques issues de la photosynthèse permettent : Elles sont également utilisées par d'autres cellules du végétal et servent de source alimentaire pour des organismes consommateurs. 1ES T2 CII II Le devenir de la puissance solaire L’atmosphère terrestre est constituée de gaz. Une partie de l'énergie reçue par la feuille est diffusée par celle-ci, c'est-à-dire réfléchie dans toutes les directions de l'espace. Cette diffusion se traduit par une diminution de la puissance transportée par le rayonnement solaire. La feuille chlorophyllienne absorbe les radiations correspondant au bleu (longueur d'onde d'environ 420−450 nm) et à l'orange/rouge (environ 600−680 nm). qu'elle passe à travers. algues, ou encore les bactéries photosynthétiques sont des organismes La feuille reçoit le rayonnement solaire parvenu à son niveau. 5 2.2 Le bilan radiatif de la Terre La Terre reçoit un rayonnement du Soleil Une petite partie de la puissance rayonnée par le Soleil PS atteint la Terre. L’albédo terrestre est défini comme la proportion d’énergie lumineuse réfléchie par la Terre par rapport à l’énergie lumineuse incidente. Elle peut s'exprimer en quantité de dioxygène ou en quantité de matière organique produite au cours du temps. La puissance solaire reçue sur Terre par unité de surface est inversement proportionnelle à l'aire de la surface éclairée. la chlorophylle, un pigment de couleur verte. par la tige et spécialisé dans la photosynthèse. est maximale pour les radiations rouges et bleues. Le spectre de la chlorophylle brute (les pigments extraits d'une feuille verte) montre l'absorption de certaines radiations par les végétaux. La puissance solaire (ou radiative) sur Terre est l'énergie du rayonnement solaire qui est reçue sur une surface chaque seconde. par les organismes chlorophylliens pour la photosynthèse est estimé à Le rayonnement photosynthétiquement actif ... L’automne est une exception à la prédominance de la chlorophylle: la chlorophylle est dégradée (car elle contient de l’ azote et du magnésium ), mais les pigments accessoires ne le sont pas (car ils ne contiennent que du C , H et O ) et restent dans la feuille, produisant des couleurs rouge, jaune et orange feuilles. La photosynthèse est Elle participe à la circulation de la sève. Expérimentalement, on peut montrer que l'intensité photosynthétique évolue comme l'absorption de la lumière, en fonction de la longueur d'onde utilisée. L'étude du spectre d'action montre que la photosynthèse Le smartphone est placé de telle façon que de luminosité ne reçoive pas directement les rayons issus de la lampe. La connaissance de ces divers rayonnements permet d’établir un bilan radiatif du système terre- atmosphère. pigments photosynthétiques permet, par un ensemble de réactions En effet, La production d'une biomasse végétale, qui permet de nourrir l'intégralité des organismes vivants sur Terre. À une absorption faible (520 nm par exemple) correspond une intensité photosynthétique basse. réfléchie dans toutes les directions de l'espace. absorbent les radiations rouges et bleues. Ces êtres vivants ont échappé à la décomposition après leur mort : on parle de processus de fossilisation. rendue possible par différents pigments photosynthétiques, en particulier et de matière dans la biosphère. Devenir du rayonnement solaire à la surface de la planète Terre 2.1. On peut établir un bilan énergique. La conversion de l'énergie solaire en énergie chimique dans la biosphère : en effet, les molécules organiques ainsi fabriquées représentent une forme d'énergie chimique que les cellules peuvent exploiter grâce à des mécanismes tels que la respiration. La puissance solaire que reçoit une planète est fonction de : Retrouve Alfa dans l'app, sur le site, dans ta boîte mails ou sur les Réseaux Sociaux. d'absorption des pigments photosynthétiques met en évidence l'absorption Les radiations qui « sortent » de la feuille sont celles qui correspondent à ce que nous percevons comme la lumière verte, raison pour laquelle la feuille paraît verte. Ces gaz absorbent une partie du rayonnement solaire incident. l'énergie lumineuse reçue est transmise par la feuille, c'est-à-dire Une partie du rayonnement solaire … solaire : la photosynthèse, I°) La photosynthèse moléculaires, la synthèse de matière organique à partir de la matière Les combustibles fossiles mettent longtemps à se former, leur composition est très particulière. Le rayonnement solaire excite les molécules et particules de l’atmosphère qui réémettent un rayonnement de même longueur d’onde dans toutes les directions. schéma du bilan énergétique de la feuille. Pour se refroidir il doit donc émettre de l’énergie (sous forme de rayonnement) vers l’espace. Si on éclaire un végétal avec une radiation lumineuse verte de longueur d'onde 520 nm (non absorbée), il n'y aura pas de photosynthèse, quelle que soit l'intensité de l'éclairement. Une très faible fraction de La photosynthèse est l'ensemble des réactions chimiques qui permettent aux végétaux de produire leur propre matière organique. la photosynthèse permet la synthèse de molécules organiques riches en Les combustibles fossiles sont donc une forme de l'énergie solaire du passé, transformée en énergie chimique. Le devenir du rayonnement solaire : (d’après Didier, Ed.2019 pp 80-81) ... Albédo : L’albédo est une grandeur qui correspond à la quantité de rayonnement solaire incident réfléchi par une surface. par la tige et spécialisé dans la photosynthèse. La photosynthèse utilise seulement 0,1 % de l'énergie solaire reçue par les végétaux. lumineuses reçues. et contribue à l'échauffement de la feuille et à la transpiration Notion de constante ou flux solaire . 1.2. La feuille des plantes vertes est l'organe chlorophyllien aérien, porté En un point donné, le rayonnement solaire reçu par la Terre varie dans le temps : plus grand le jour que la nuit et plus important en été qu’en hiver (dans l’hémisphère nord). Lors de la réaction bilan précédente, la masse du noyau … Le végétal vert absorbe une partie du rayonnement solaire, cette énergie lumineuse lui permet de transforme des molécules minérales en molécules organiques: on dit que 'il est autotrophe est autotrophe. Ces éléments permettent de produire du glucose, matière organique qui nourrit la plante, et de la chaleur. Au sein des cellules Le climat de la terre est régi par l’énergie solaire, l’effet de serre et la circulation des enveloppes fluides (atmosphère et hydrosphère) 1 L’énergie reçue par la terre… ( Page 114) 2 …inégalement répartie… (Doc. L'étude d'un spectre 1. types de spectres montre que les radiations lumineuses absorbées par les Ainsi, la photosynthèse est nécessaire à l'ensemble du vivant : La photosynthèse n'utilise qu'une partie de l'énergie solaire qui parvient aux végétaux, une fraction est absorbée et une fraction est réfléchie ou diffusée. L'énergie solaire qui n'est pas absorbée est diffusée par la feuille (radiations de longueur d'onde d'environ 450–600 nm). La production de dioxygène que les organismes (animaux et végétaux) utilisent pour les phénomènes respiratoires. l'énergie radiative reçue est utilisée par la feuille pour la Les radiations vertes sont, elles diffusées. L'équation bilan de la photosynthèse est : \text{6 } \ce{CO2}+ \text{6 } \ce{H2O}+ \text{énergie lumineuse}\ce{->}\ce{C6H12O6} \text{ (glucose)}+ \text{6 } \ce{O2}+ \text{ chaleur}. C’est une opération de plusieurs étapes où les chloroplastes sont impliquées par l'intermédiaire de la chlorophylle qui absorbe une partie de la lumière visible. foliaire. Les végétaux verts, les L’échauffement provoque l’émission d’infrarouge thermique et l’évapotranspiration de l’eau. organite spécialisé : le. puissance solaire disponible. Si l’on prend en compte le rayonnement solaire atteignant notre planète : 30 % est réfléchi par l’atmosphère et par la surface terrestre ; 50 % est absorbé par le sol et le réchauffe. II. 0,1 % de la puissance solaire totale disponible sur Terre. Les organismes chlorophylliens sont capables de réaliser la photosynthèse Une autre partie de … Ce sont donc des sources d'énergie épuisables non renouvelables à l'échelle de la vie humaine. La photosynthèse permet Nos conseillers pédagogiques sont là pour t'aider et répondre à tes questions par e-mail ou au téléphone, du lundi au vendredi de 9h à 18h30. À organite spécialisé : le chloroplaste. la puissance du rayonnement solaire reçu par une surface dépend de l’angle entre la normale à la surface et la direction du Soleil . Le bilan énergétique localisé au niveau d'une feuille peut finalement être établi : Les combustibles fossiles, issus de l'accumulation d'organismes morts et d'une photosynthèse passée, sont des sources d'énergie. Rayonnement solaire et albédo terrestre : l’énergie solaire est réfléchie page 115. Diffusion de la lumière Matériel: lampe – smartphone – feuille noire Positionner la lampe de telle façon qu’elle éclaire la surface blanche de la paillasse. algues, ou encore les bactéries photosynthétiques sont des organismes Le spectre d'action des pigments photosynthétiques représente l'intensité La Terre tourne autour du Soleil tout en tournant sur elle-même (comme une toupie) autour d’un axe incliné à 23°27’ (soit 23,5°) photosynthétiques. en absorbant une partie du rayonnement solaire. • Le bilan radiatif permet de caractériser le devenir de la puissance solaire reçue par la Terre (en y incluant le globe terrestre et l'atmosphère). L'énergie lumineuse absorbée détermine l'intensité de la photosynthèse. L'énergie des molécules organiques synthétisées par photosynthèse peuvent être utilisées de nombreuses façons. 0,1 % de la puissance solaire totale disponible sur Terre. Le rayonnement solaire reçu par un couvert végétal peut être caractérisé par : - le rayonnement global (ou total): ... pareil photosynthétique d’une feuille n’est réali-sée que pour les rayonnements ayant une lon-gueur d’onde comprise entre 350 et 750 nm environ, et avec une efficacité très variable dans cet intervalle. organique à partir de matière minérale (eau, sels minéraux et CO2) ● Seule 1% de l’énergie solaire est captée au niveau des feuilles et permet de produire de la matière organique par photosynthèse à partir d’eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone. Une conversion naturelle de l’énergie solaire : la photosynthèse, La photosynthèse : une définition générale, Le rôle de la puissance solaire dans la photosynthèse, L'utilisation de la puissance solaire dans la photosynthèse, La libération d'énergie pour les êtres vivants, La production de combustibles fossiles grâce à la photosynthèse, Quiz : Une conversion naturelle de l’énergie solaire : la photosynthèse, Exercice de connaissances : Compléter un schéma de la photosynthèse, Exercice sur documents : Étudier la photosynthèse au sein d'un organisme à l'aide de documents, Exercice : Étudier un spectre d’absorption photosynthétique d’un végétal, Exercice : Représenter sur un schéma les différents échanges d’énergie au niveau d’une feuille, Exercice : Connaître les étapes du processus de fossilisation. Il est possible d'en conclure qu'ils sont formés à partir d'anciens êtres vivants. Le rayonnement solaire est un rayonnement électromagnétique, par conséquent cette puissance ne se dissipe pas pendant sa propagation dans l'espace.
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