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Entstehung von Tag und Nacht

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Sie brauchen

  • Styroporkugel, Ø ca. 10 cm
  • Zahnstocher
  • Permanentmarker
  • Pinnadeln
  • Taschenlampe
  • Globus
  • Evtl. Tag-Nacht-Bild der Erde

Das Experiment zeigt anschaulich, warum es auf der Erde hell und dunkel wird. Dreht sich also die Sonne um die Erde oder vielleicht doch umgekehrt?

Alltagsbezug

Täglich erleben wir, wie morgens im Osten die Sonne aufgeht, mittags im Süden ihren Höchststand erreicht und zum Abend im Westen unter dem Horizont verschwindet.

Versuchsüberblick

Die Erde dreht sich wie ihre Nachbarplaneten um die Sonne. Darüber hinaus vollzieht die Erde eine weitere Rotation um die eigene Achse. Aus der wechselnden Beleuchtung durch die Sonne ergeben sich die Tageszeiten. Mit einfachen Mitteln werden Konstellationen und Bewegungen der beteiligten Himmelskörper dargestellt. Das Experiment lässt erkennen, dass die Drehung der Erde für den Wechsel von Tag und Nacht verantwortlich ist.

Der Versuch beginnt

Betrachten Sie gemeinsam mit den Kindern das Tag-Nacht-Bild der Erde und lassen Sie die Kinder vermuten, warum nur die eine Hälfte der Erde beleuchtet ist. Sicherlich kommen die Kinder dabei auf die Vermutung, dass die Erde von der Sonne beleuchtet wird. Die Kinder stechen in die Styroporkugel oben und unten als verlängerte Erdachse je einen Zahnstocher. Übertragen Sie gemeinsam anhand des Globus vereinfacht die Lage der Kontinente auf die Styroporkugel; alternativ können die Kinder auch Männchen oder Tiere darstellen. (Zum Bemalen ggf. die Zahnstocher noch einmal entfernen.) Ungefähr an der Stelle von Deutschland kann ein Markierungs-Pin den Standort der Kinder kennzeichnen, vielleicht ein zweiter den Standort eines Kängurus in Australien.
Nun wird noch ein Kind augewählt, das die Sonne spielt, indem es die Taschenlampe bedient. Ein anderes Kind hält die Erde an den beiden Zahnstochern fest. Für den Versuch wird nun der Raum verdunkelt, die Taschenlampe eingeschaltet und auf die Erdkugel gerichtet. Die Erde wird nun im Abstand von ca. 30 cm zur Sonne langsam entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Die Kinder beobachten die Verteilung von Licht und Schatten und den Wechsel von Tag und Nacht.

Das passiert

Im Schein der Taschenlampe erkennen die Kinder, dass jeweils eine Hälfte der Erdkugel beleuchtet wird; die andere liegt im Schatten. Durch die Erddrehung wechseln sich Tag und Nacht ab. Für eine komplette Drehung um die eigene Achse braucht die Erde rund 24 Stunden – das ist jeweils ein ganzer Tag (inklusive Nacht). Wenn die Kinder auf die Erde schauend ihren Standort im Auge behalten, können sie verfolgen, wie es von Osten her hell und schließlich auch wieder dunkel wird. Wenn sie auf der Erde stehen und von ihr wegschauen, würden sie die Sonne von links her aufgehen sehen. Mittags stünde sie hoch am Himmel und den Kindern gewissermaßen gegenüber und schließlich verschwände sie abends im Westen.

Ideen zur Fortsetzung

Als Ergänzung bietet sich die Einführung eines Merksatzes oder einer Eselsbrücke zum Sonnenlauf an: „Im Osten geht die Sonne auf, im Süden hält Sie Mittagslauf, im Westen wird sie untergehen, im Norden ist sie nie zu sehn.“
Darüber hinaus kann mit dem Versuchsmaterial auch der Umlauf der Erde um die Sonne im Verlauf eines Jahres dargestellt werden. Auch die Entstehung der Jahreszeiten lässt sich damit herleiten. Die Kinder müssen die Erde nach dem Vorbild des Globus neigen (~23,5°); dadurch sehen sie wie entweder die Nord- oder die Südhalbkugel bevorzugt von der Sonne beleuchtet wird. Auch die unterschiedliche Dauer von Tag und Nacht im Laufe der Jahreszeiten lässt sich recht gut verfolgen.

Der Hintergrund

Die Erde ist ein Planet und hat in etwa die Form einer Kugel. Sie umkreist mit sieben weiteren Planeten unseren zentralen Stern, die Sonne. Der Umlauf eines Planeten um die Sonne bildet den Zeitraum eines Jahres. Die Planeten rotieren weiterhin um die eigene Achse; eine Drehung ergibt einen Tag. Die Planeten-Tage und –Jahre sind unterschiedlich lang: Auf der Erde dauert der Tag rund 24 Stunden, das Jahr ca. 365 ¼ Tage. Die Sonne beleuchtet jeweils eine Halbseite der Erde, auf der Rückseite ist es Nacht.Die Erde dreht sich wie die meisten anderen Planeten entgegen dem Uhrzeigersinn – linksherum. Dadurch erleben wir von der Erde aus gesehen den Lauf der Sonne von Osten über Süden nach Westen.Würden wir von der Sonne aus – oder von einem Satelliten – in Richtung Erde schauen, so würden wir den Wechsel von Tag und Nacht fast wahrnehmen wie die Phasen des Mondes.

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