Le cycle du jour et de la nuit s'explique par deux phénomènes:
Étant donné que la Terre est ronde et que la lumière se propage en ligne droite, le Soleil ne peut pas éclairer toute la surface terrestre en même temps. Lorsqu'un côté de la Terre est éclairé et qu'il y fait jour, l'autre côté ne reçoit aucun rayon solaire et il y fait nuit.
Donc, pendant qu'une moitié de la Terre est exposée au Soleil, l'autre moitié est dans le noir. C'est grâce à la rotation de la Terre que toute sa surface peut, à un moment, recevoir la lumière du Soleil.
La rotation d'un astre désigne le fait de tourner sur lui-même. La rotation de la Terre s'effectue en environ 24 heures et de l'ouest vers l'est.
L'origine de la rotation de la Terre remonte à sa formation. Par le phénomène de gravité, les particules de matière qui gravitaient autour de la jeune étoile se sont mises à se rapprocher les unes des autres pour former le centre de la nouvelle planète.
En se rapprochant du centre, les particules accélèrent et entrent en contact avec le centre qui grossit avec le temps. L'addition de toutes ces collisions a créé, à long terme, un mouvement de rotation de l'astre qui, aujourd'hui, a donné la rotation de la Terre.
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<html><body><p>La Terre tourne sur elle-même tout en étant inclinée par rapport au Soleil. En effet, l'axe de rotation de la Terre est incliné d'une valeur de 23,4° par rapport à la verticale. Ainsi, la durée des jours et des nuits est inégale. Ceci est causé par la <a href="/fr/eleves/bv/sciences/les-saisons-et-la-revolution-de-la-terre-s1394">révolution de la Terre autour du Soleil</a>, <a href="#la-rotation-de-la-terre">le mouvement de rotation de la Terre</a> et l'inclinaison de la Terre.</p>
<p>Dans l'image ci-dessous, les rayons du Soleil frappent le côté gauche de la Terre. L'hémisphère sud est donc penché vers le Soleil: c'est l'été dans cette partie du globe. Le pôle Sud reste longtemps à la lumière puisqu'il est incliné du côté du Soleil. Il y a alors plus de lumière que d'ombre, c'est-à-dire que le jour est plus long que la nuit. En même temps, dans l'hémisphère nord, c'est l'hiver. Le pôle Nord est dans l'obscurité puisqu'il est incliné dans la position opposée au Soleil. Il y a alors moins de lumière que d'ombre, c'est-à-dire que le jour est plus court que la nuit.</p>
</body></html>
La situation se reproduit lorsque l'inclinaison de la Terre est à l'opposée, c'est-à-dire lorsque la Terre est inclinée afin que l'hémisphère nord soit incliné vers le Soleil. Dans une telle position, l'hémisphère Nord reste plus longtemps face au Soleil: il y a donc plus de lumière que d'ombre, ce qui fait en sorte que la journée est plus longue que la nuit. En même temps, dans l'hémisphère Sud, l'obscurité est plus importante, car cet hémisphère est incliné en position opposé par rapport au Soleil. Il y a alors moins de lumière que d'ombre, c'est-à-dire que le jour est plus court que la nuit.
Lors des équinoxes d'automne et de printemps, la moitié de la Terre fait face au Soleil. L'hémisphère nord et l'hémisphère sud reçoivent autant de lumière que d'ombre: le jour et la nuit ont donc une durée égale.
Plus on est près de l'équateur, moins l'effet de la durée de la journée varie. Dans ces régions, la durée du jour et de la nuit est presque toujours la même, soit environ 12 heures.
Au pôle Nord, il ne fait jamais jour au début de l'hiver, parce que le Soleil cesse d'éclairer les régions qui sont à l'intérieur du cercle polaire arctique. C'est la nuit polaire.
De plus, dans cette même région, lors du solstice d'été, il ne fait jamais nuit: le Soleil est visible 24 heures sur 24. On nomme cette journée le soleil de minuit.
Tout comme les saisons, la nuit polaire et le soleil de minuit sont inversés pour le cercle polaire antarctique.