Tag und Nacht, Mondphasen, Finsternisse
Abends über dem Rhein in Düsseldorf: Heute ist der Mond eine schmale Sichel, vor einer Woche war er fast rund. Dabei leuchtet der Mond gar nicht selbst! Warum verändert er dann seine Gestalt? Und warum ist es nachts dunkel, obwohl die Sonne weiter scheint? Mit dem Modell der Lichtstrahlen kannst du das alles erklären.
Tag und Nacht
Die Sonne ist eine Lichtquelle. Ihr Licht breitet sich geradlinig aus und trifft immer nur die Hälfte der kugelförmigen Erde. Auf dieser Hälfte ist Tag, auf der abgewandten Hälfte (im Schatten der Erde) ist Nacht.
Die Erde dreht sich einmal in etwa 24 Stunden um ihre eigene Achse. Dadurch wandert jeder Ort auf der Erde in die beleuchtete Hälfte hinein und wieder hinaus: Morgens geht die Sonne auf, abends geht sie unter.
Sommer und Winter
Die Erdachse ist gegen die Bahn um die Sonne geneigt. Im Sommer ist die Nordhalbkugel (also auch Deutschland) der Sonne zugeneigt: Die Sonne steht hoch, die Tage sind lang. Im Winter ist sie von der Sonne abgeneigt: Die Sonne steht tief, die Tage sind kurz.
Erkläre, warum es auf der Erde Tag und Nacht gibt. Gehe auf die Drehung der Erde und die Sonne ein.
Erkläre, warum es auf der Erde Tag und Nacht gibt. Gehe auf die Drehung der Erde und die Sonne ein.
Du sollst ein Modellexperiment mit Lampe, Globus und Ball planen, um Tag und Nacht in Deutschland im Sommer und Winter sowie die Mondphasen zu zeigen. a) Beschreibe den…
Du sollst ein Modellexperiment mit Lampe, Globus und Ball planen, um Tag und Nacht in Deutschland im Sommer und Winter sowie die Mondphasen zu zeigen.
- a) Beschreibe den Aufbau und welche Teile was darstellen.
- b) Nenne zwei Grenzen des Modells (was stimmt nicht mit der Wirklichkeit überein, z. B. Größen, Entfernungen).
Der Mond und seine Phasen
Der Mond umkreist die Erde in etwa 27 Tagen (genauer: 27,3 Tage). Er ist keine Lichtquelle, sondern ein beleuchteter Gegenstand: Wir sehen ihn nur, weil er das Sonnenlicht zurückwirft. Wie bei der Erde ist immer genau die der Sonne zugewandte Mondhälfte beleuchtet.
Je nachdem, wo der Mond auf seiner Bahn steht, sehen wir von der Erde aus mehr oder weniger von dieser beleuchteten Hälfte. Das sind die Mondphasen:
| Phase | Stellung des Mondes | Was wir sehen |
|---|---|---|
| Neumond | zwischen Erde und Sonne | nichts (beleuchtete Seite zeigt weg von uns) |
| zunehmender Mond | auf dem Weg zum Vollmond | wachsende Sichel, dann Halbmond |
| Vollmond | hinter der Erde, von der Sonne aus gesehen | ganze Scheibe |
| abnehmender Mond | auf dem Weg zum Neumond | schrumpfende Hälfte, dann Sichel |
Ein Zyklus von Neumond zu Neumond dauert etwa 29,5 Tage.
Die Zeichnung zeigt es: Beim Neumond blicken wir auf die dunkle Mondseite. Beim Vollmond blicken wir auf die ganze beleuchtete Seite. Dazwischen sehen wir nur einen Teil davon – bei einer Sichel nur einen schmalen Streifen.
a) Wie lange dauert eine Erdumdrehung ungefähr? b) Wie lange braucht der Mond ungefähr für einen Umlauf um die Erde? c) Leuchtet der Mond selbst? Begründe.
- a) Wie lange dauert eine Erdumdrehung ungefähr?
- b) Wie lange braucht der Mond ungefähr für einen Umlauf um die Erde?
- c) Leuchtet der Mond selbst? Begründe.
Du kennst die Mondphasen Neumond, zunehmender Mond, Vollmond und abnehmender Mond. Bei welcher Phase sieht man den Mond von der Erde aus gar nicht?
Du kennst die Mondphasen Neumond, zunehmender Mond, Vollmond und abnehmender Mond. Bei welcher Phase sieht man den Mond von der Erde aus gar nicht?
In Düsseldorf sieht man den Mond als Sichel, die rechts leuchtet. a) Erkläre, warum man bei einer Sichel nur einen Teil der beleuchteten Mondhälfte sieht. b) Was ändert…
In Düsseldorf sieht man den Mond als Sichel, die rechts leuchtet.
- a) Erkläre, warum man bei einer Sichel nur einen Teil der beleuchteten Mondhälfte sieht.
- b) Was ändert sich im Verlauf einer Woche an der Form?
Modellexperiment: Lampe, Ball und Kopf
Mondphasen kannst du selbst nachstellen. Du brauchst einen dunklen Raum, eine Lampe (Sonne), einen Ball (Mond) und dich selbst (Erde, dein Kopf ist der Beobachter).
Wichtig: Im Modell ist immer die halbe Kugel beleuchtet, weil das Licht sich geradlinig ausbreitet und nur die der Lampe zugewandte Seite trifft.
Im Modellexperiment steht eine Lampe (Sonne) in einem dunklen Raum. Ein Schüler hält einen Ball (Mond) mit ausgestrecktem Arm etwas über Kopfhöhe und dreht sich um sich…
Im Modellexperiment steht eine Lampe (Sonne) in einem dunklen Raum. Ein Schüler hält einen Ball (Mond) mit ausgestrecktem Arm etwas über Kopfhöhe und dreht sich um sich selbst (Erde als Kopf).
- a) Wo muss der Ball relativ zur Lampe stehen, damit der Schüler Vollmond sieht?
- b) Wo steht der Ball bei Neumond?
- c) Warum ist im Modell immer die halbe Kugel beleuchtet?
Sonnen- und Mondfinsternis
Manchmal liegen Sonne, Mond und Erde genau auf einer Linie. Dann wirft ein Himmelskörper seinen Schatten auf den anderen.
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Sonnenfinsternis: Der Mond steht zwischen Sonne und Erde (bei Neumond). Sein Schatten fällt auf die Erde. Der Schatten hat zwei Teile: Im Kernschatten kommt gar kein Licht der Sonne an. Wer dort steht, sieht die Sonne ganz verdeckt (totale Sonnenfinsternis). Im Halbschatten wird nur ein Teil der Sonne verdeckt (partielle Sonnenfinsternis).
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Mondfinsternis: Die Erde steht zwischen Sonne und Mond (bei Vollmond). Der Mond läuft durch den Kernschatten der Erde.
Der Kernschatten des Mondes ist auf der Erde nur ein kleiner Fleck. Deshalb sieht man eine totale Sonnenfinsternis nur in einem schmalen Streifen.
Warum gibt es nicht bei jedem Neumond eine Finsternis? Die Bahn des Mondes ist ein wenig gegen die Bahn der Erde um die Sonne geneigt. Meist läuft der Mond deshalb oben oder unten am Schatten vorbei. Nur wenn alle drei Körper genau auf einer Linie liegen, gibt es eine Finsternis.
Bei einer Sonnenfinsternis steht der Mond zwischen Sonne und Erde. a) Bei welcher Mondphase kann eine Sonnenfinsternis stattfinden? b) Bei welcher Phase eine…
Bei einer Sonnenfinsternis steht der Mond zwischen Sonne und Erde.
- a) Bei welcher Mondphase kann eine Sonnenfinsternis stattfinden?
- b) Bei welcher Phase eine Mondfinsternis?
- c) Was fällt bei der Mondfinsternis auf den Mond: Kernschatten der Erde oder der Sonne? Begründe.
Es gibt nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis und nicht bei jedem Vollmond eine Mondfinsternis. a) Formuliere eine Erklärung mit dem Modell der Lichtstrahlen und…
Es gibt nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis und nicht bei jedem Vollmond eine Mondfinsternis.
- a) Formuliere eine Erklärung mit dem Modell der Lichtstrahlen und der Lage der Mondbahn.
- b) Warum ist eine totale Sonnenfinsternis nur an einem schmalen Streifen der Erde zu sehen?
Warum dauert der Phasenzyklus länger?
Der Mond braucht für einen Umlauf um die Erde 27,3 Tage. Von Neumond zu Neumond vergehen aber 29,5 Tage. Der Unterschied sind etwa 2,2 Tage.
Der Grund: Während der Mond die Erde umkreist, bewegt sich die Erde selbst ein Stück um die Sonne. Dadurch hat sich die Richtung zur Sonne geändert. Der Mond muss nach seinem Umlauf noch ein Stück „nachlaufen“, bis er wieder zwischen Erde und Sonne steht.
Der Mond umkreist die Erde in etwa 27,3 Tagen, aber die Mondphasen wiederholen sich nach etwa 29,5 Tagen. a) Um wie viele Tage ist der Phasenzyklus länger? b) Während…
Der Mond umkreist die Erde in etwa 27,3 Tagen, aber die Mondphasen wiederholen sich nach etwa 29,5 Tagen.
- a) Um wie viele Tage ist der Phasenzyklus länger?
- b) Während eines Mondumlaufs (27,3 Tage) bewegt sich die Erde ein Stück weiter um die Sonne. Erkläre qualitativ, warum der Mond deshalb noch etwas „nachlaufen" muss, bis wieder dieselbe Mondphase erreicht ist.
Zurück zum Anfang: Der Mond leuchtet nicht selbst. Wir sehen von ihm nur die beleuchtete Seite, und je nach Stellung zu Sonne und Erde ist das mal die ganze Scheibe, mal nur eine Sichel.