Warum ist der Winter kalt? - didaktisches Material für Lehrkräfte zum Planetariumsprogramm
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Warum ist der Winter kalt? didaktisches Material für Lehrkräfte zum Planetariumsprogramm Autoren Gerd Thiele und Peter Rahmfeld, Planetarium Cottbus Grafik Carolyn Mielke, carographic.de Seite 1 von 9
Vorbereitungsempfehlungen ACHTUNG:
Bei der Beobachtung im
Freien bitte beachten,
Vor dem Besuch des Planetariumsprogramms wird empfohlen, bereits empirische
dass die Schülerinnen und
Beobachtungen durch die Schülerinnen und Schüler durchführen zu lassen.
Schüler und die Lehrenden
Einige Beispiele:
nie direkt in die Sonne
1. Erkennen des scheinbaren Sonnenlaufs im Laufe eines Tages
sehen. Dies kann zu
schweren Schäden an
der Netzhaut und zum
Erblinden führen. Zur
Sonnenbeobachtung
gibt es besondere
Schutzbrillen zu kaufen.
Auch eine Sonnenbrille
reicht nicht aus. Vielleicht
kann sich die Schule
einen Klassensatz dieser
speziellen Brillen zulegen.
Die Brillen sind nicht
teuer. Beratung und
Hilfe ist auch durch
die Mitarbeiter des
Planetariums möglich.
Beschreibung: Schülermaterial:
Die Beobachtung wird an einem Tag durchgeführt. Ausdruck des Fotos/der Skizze; Stift, Uhr
Die Schülerinnen und Schüler erhalten ein Foto/eine Skizze der Ansicht vom Schulhof in
Richtung Süden. Außerdem wird ein fester Beobachtungspunkt auf dem Schulhof markiert. Von Erkenntnis:
diesem Beobachtungspunkt zeichnen sie zu verschiedenen Tageszeiten die Position der Sonne Die Sonne wandert im Tagesverlauf scheinbar von Ost nach West über
ein und ermitteln die zugehörige Uhrzeit. den Himmel. Zur Mittagszeit erreicht sie den Süden.
Seite 2 von 92. Erkennen des Zusammenhanges zwischen Sonnenhöhe und Schattenlänge
Beschreibung:
Das Experiment und die Beobachtungen im Freien können an einem Tag durchgeführt werden.
Der Klassenraum wird etwas abgedunkelt. Zum Beispiel mit Hilfe von etwas Knete stellen
die Schülerinnen und Schüler ein Papierfähnchen, einen Buntstift oder einen anderen Schülermaterial:
dünnen Gegenstand senkrecht auf den Tisch. Mit einer Taschenlampe leuchten sie einmal Knete, Fähnchen bzw. Buntstift oder ähnliches, Taschenlampe, Lineal,
senkrecht von oben auf den Gegenstand, einmal im Winkel von ca. 45 Grad und einmal ganz Protokollblatt
flach über den Tisch. Jedes Mal ermitteln sie mit einem Lineal die Länge des Schattens des
Gegenstandes. Erkenntnis:
Die Schülerinnen und Schüler stellen eine Vermutung zum Zusammenhang zwischen Je steiler die Lichtquelle, umso kürzer ist der Schatten. Daraus folgt:
Sonnenhöhe (im Experiment die Taschenlampe) und Schattenlänge auf und überprüfen diese Je höher die Sonne am Himmel steht, umso kürzer sind die Schatten,
bei Messungen im Freien an geeigneten Gegenständen zu verschiedenen Tageszeiten. welche die Dinge werfen.
Seite 3 von 93. Beobachtung der Sonnenaufgangs- und Untergangspunkte
an verschiedenen aufeinanderfolgenden Tagen
Beschreibung:
Die Beobachtung wird über einen Zeitraum von ein bis zwei Monaten durchgeführt.
Für diese Beobachtung sollte eine möglichst freie Sicht auf den Horizont zwischen den Schülermaterial:
Himmelsrichtungen Ost und Süd oder Süd und West bestehen. Die Schülerinnen und Schüler Ausdruck des Fotos/der Skizze; Stift, Uhr
erhalten ein Foto/eine Skizze des Horizontes in südliche Richtung. Über einen Zeitraum von
ein bis zwei Monaten markieren sie den Aufgangs- oder Untergangspunkt der Sonne am Erkenntnis:
Horizont auf ihrem Foto oder der Skizze und notieren die jeweilige Uhrzeit. Dabei ist immer Über einen längeren Zeitraum verschieben sich die Auf- oder
wieder der gleiche Beobachtungsstandort einzunehmen. Untergangspunkte der Sonne.
Seite 4 von 9Empfehlungen zur Vor- oder Nachbereitung von Erkenntnissen im
Planetariumsprogramm
1. Veranschaulichung der Größenverhältnisse im Weltraum
Beschreibung:
Durch den Lehrenden wird ein Tischtennisball gezeigt und einer Schülerin oder einem
Schüler die Hand gegeben mit der Aufgabe: „Angenommen, wir würden unser Sonnensystem
schrumpfen lassen, so dass die Sonne nur noch so groß wäre. In welchem Abstand müsste sich
dann wohl die Erde befinden?“
Die Schülerinnen und Schüler raten.
Der Lehrende zeigt den Abstand von etwa 1,5 m. Dort wird eine zweite Schülerin oder ein
zweiter Schüler mit einer Stecknadel in der Hand mit dem Glaskopf nach oben positioniert.
Nun folgt die Aufgabe an die Schülerinnen und Schüler: „Wie groß muss dann die Erde sein?“
Die Schülerinnen und Schüler raten wieder.
Der Lehrende stellt fest: „Hätten wir die Sonne derart geschrumpft, dann wäre die Erde nur
noch so groß wie die Stecknadelspitze.“
Nun umkreist die „Erde“ die „Sonne“ einmal. Dazu braucht sie in Wirklichkeit ein Jahr.
Der Lehrende erklärt, dass die Erde fast eine Kreisbahn um die Erde beschreibt, aber nicht Material:
ganz genau. In unserem Modell ist sie im Winter 5cm näher an der Sonne als im Sommer. Das Tischtennisball, zwei Glaskugelkopfstecknadeln
sieht man aber kaum. Auf das Weltall übertragen hat es deshalb auch keinen Einfluss darauf
ob es wärmer oder kälter ist. Erkenntnis:
Zur Ergänzung kann der Jupiter in unser „Sonnensystem“ eingeführt werden. Er kann als Die Erde bewegt sich fast genau auf einer Kreisbahn um die Sonne.
Glaskugelkopf einer Stecknadel in 7,5 m Entfernung von der Sonne dargestellt werden. Der Abstand zwischen Erde und Sonne spielt für die Temperatur auf
Der nächste Stern (Proxima Centauri) ist in diesem Modell übrigens mehr als 400 km entfernt. der Erde keine Rolle.
Seite 5 von 92. Jahresauftrag zur Beobachtung
Hinweis für
Lehrende:
Sollte das Wetter
der Auf- und Untergänge der Sonne zu den genannten
Terminen keine
Beobachtung
Datum Sonnenaufgangszeit Sonnenuntergangszeit Tageslänge zulassen, kann
auch einige Tage
20. September vor oder nach dem
jeweiligen Termin
21. Dezember beobachtet werden.
Wichtig ist, dass
20. März die Schülerinnen
und Schüler zu der
21. Juni unten genannten
Erkenntnis gelangen.
Beschreibung:
Eine Gruppe von Schülerinnen und Schülern (vielleicht eine Arbeitsgemeinschaft Astronomie)
erhält den folgenden Auftrag:
Beobachtet den Ort des Sonnenauf- und -untergangs zu folgenden Zeitpunkten:
| 20. September | 21. Dezember | 20. März | 21. Juni (fakultativ) |
Markiert die jeweiligen Orte im Foto oder in der Skizze. Schülermaterial:
Tragt die jeweilige Uhrzeit des Aufgangs in eine Tabelle, die ihr anfertigt, ein. Ausdruck des Fotos/der Skizze; Stift, Uhr
Rechnet die Dauer der Sichtbarkeit der Sonne über dem Horizont aus.
Tragt auch diese Werte in die Tabelle ein. Erkenntnis:
Was könnt ihr feststellen, wenn ihr die Orte des Auf- und Untergangs und die jeweilige Dauer Über das Jahr verschiebt sich der Auf- oder Untergangspunkt der
vergleicht? Sonne. Die Sonne scheint unterschiedlich lange. Am 20. September
Wertet eure Beobachtungen im Unterricht aus. und am 21. März sind die Orte und die Sonnenscheindauer gleich.
Seite 6 von 9Arbeitsblatt zur Nachbereitung des Planetariumsprogamms:
1. Die Tagbögen der Sonne und die Entstehung der Jahreszeiten
Vervollständige folgenden Lückentext:
1. Die Sonne und die Sterne bewegen sich scheinbar von dann ist dort und auf der
nach . Nordhalbkugel ist .
Im stehen sie am höchsten.
7. Die Sonne hat bei uns den
2. Die Erde dreht sich in einmal höchsten Stand und den
um ihre eigene Achse und in niedrigsten Stand.
einmal um die Sonne.
8. Der längste Tag des Jahres ist bei uns am
3. Der Mond benötigt um die Erde . Der kürzeste Tag des Jahres
einmal zu umkreisen. ist demnach am .
4. Die Ursache für die Entstehung von Tag und Nacht ist 9. Am und
die am sind
und die Ursache für die Entstehung der Jahreszeiten ist die Tage und die Nächte gleich lang.
.
10. Ein Lichtstrahl benötigt von der Sonne bis zur Erde
5. Ist die Nordseite der Erdkugel der Sonne zugewandt, dann Minuten.
ist dort Zur gleichen Zeit ist es
11. Auf der Oberfläche der Sonne herrschen Temperaturen von
auf der Südhalbkugel der Erde .
Grad.
6. Ist die Südseite der Erdkugel der Sonne zugewandt,
Seite 7 von 92. Beschrifte in der Zeichnung, welcher Tagbogen der Sonne
zum Beginn welcher Jahreszeit gehört.
a) b) c)
a)
b)
c)
Seite 8 von 9Am Ende des Planetariumsprogramms
... wird folgende Frage gestellt:
Wir haben gelernt, dass am 21. Juni, zum
Sommeranfang, die Sonne am längsten scheint und
ihre Strahlen die meiste Wärme zur Erde schicken
können. Trotzdem ist es im Juli und August, wenn ihr
Sommerferien habt, oft viel heißer als im Juni.
Und im Winter ist es umgekehrt. Am 21. Dezember
scheint die Sonne am kürzesten und ihre Strahlen
schicken nur wenig Wärme zur Erde. Trotzdem ist es
im Januar und Februar oft kälter als im Dezember. Diese Frage wird nicht Die Antwort auf die,
beantwortet die Schüler sollen am Ende des Programms
selbst Ideen entwickeln. gestellte Frage,
Warum
Dabei kann folgender Hinweis muss also lauten:
helfen:
In einem Zimmer mit einer Zu Sommeranfang ist die Luft meist
Heizung (oder einem Kamin) ist es noch etwas kühl. Sie muss sich erst
zu kalt. Was tut man dagegen? durch die Sonne erwärmen.
ist das so?
Antwort: Die Heizung aufdrehen Deshalb wird es oft erst im Juli
(Den Kamin anheizen.) oder August heiß.
Ist es dann sofort warm?
Nein, es dauert eine Weile. Zum Winteranfang ist die Luft oft
Warum? noch mild. Da die Sonne sie aber
Weil sich erst die Luft im Zimmer kaum erwärmen kann, kühlt sie
erwärmen muss. sich danach immer weiter ab.
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