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Foto: Gabi Peters

Die Nacht

Was ist Nacht?

Unser Heimatplanet die Erde dreht sich um ihre eigene Achse und wendet dabei immer eine andere Seite der Sonne zu, die den Mittelpunkt unseres Sonnensystems darstellt. Auf der sonnenzugewandten Seite der Erde herrscht Tag, während auf der von der Sonne abgewandten Seite Nacht ist. Der Winkel, in dem die Erdachse zur Sonne geneigt ist, ändert sich im Laufe eines Jahres. Damit ändern sich auch die Dauer von Tag und Nacht und dies umso stärker, je weiter unser Aufenthaltsort vom Äquator entfernt ist. In Österreich haben wir Winter mit ziemlich langen und Sommer mit recht kurzen Nächten. Über ein ganzes Jahr gesehen ist es aber überall auf dem Planeten etwa die halbe Zeit Tag und die halbe Zeit Nacht.

 

Modellbau zu Tag und Nacht

Kindergarten, Volksschule, Mittelschule
Materialien: Globus oder Ball, Stift, Taschenlampe
Geschätzte Dauer: 10 Minuten

Durchführung: Wird ein Ball verwendet, so werden mit dem Stift mehrere entfernt voneinander liegende Punkte auf der Weltkugel eingezeichnet, die verschiedene Städte oder Länder darstellen können. Der Raum wird verdunkelt. Mit der Taschenlampe wird der Ball oder Globus ruhig angeleuchtet an und gegen den Uhrzeigersinn gedreht.

Beobachtungsaufgaben:

  • Welche Punkte/Länder drehen sich in die beleuchtete Hälfte? Was bedeutet das, wenn der Ball die „Erde“ und die Taschenlampe die „Sonne“ darstellen?
  • Was passiert mit den Punkten/Ländern auf der gegenüberliegenden Seite der Kugel?

Info: In den Ländern, die sich in die beleuchtete Hälfte drehen, geht gerade die Sonne auf, während auf der gegenüberliegenden Seite die Nacht beginnt.
 

Volks- und Mittelschüler*innen können selbst ihre Weltkugel gestalten. Sie können sich dabei an echten Ländergrenzen orientieren und so auch ihre geographischen Kenntnisse erweitern. Alternativ können sie eine fiktive Welt entwerfen, ein Projekt, dass sich für den bildnerischen oder Werkunterricht eignet.

Mittelschüler*innen können auch die sich ändernde Neigung der Erdachse im Jahreslauf in ihre Überlegungen mit einbeziehen, die in den Regionen nördlich und südlich des Äquators zu unterschiedlich langer Dauer von Tag und Nacht in den verschiedenen Jahreszeiten führt.

Beobachtungsaufgaben:

  • Was bedeutet es, wenn die „Taschenlampensonne“ über dem nördlichen Wendekreis steht? Welche Jahreszeit herrscht gerade? Sind die Nächte kurz oder lang?
  • Wie sieht das für den Sonnenstand über dem Äquator bzw. über dem südlichen Wendekreis aus!

Info: Wenn die Sonne über dem nördlichen Wendekreis im Zenit steht (um den 20./21. Juni) bezeichnen wir das auf der Nordhalbkugel als Sommersonnenwende. Auf der Nordhalbkugel ist Sommer, die Tage sind lang, die Nächte kurz.

Wenn die Sonne über dem Äquator im Zenit steht (um den 20./21. März und den 22./23. September) bezeichnen wir das als Equinox oder Tagundnachtgleiche. Auf der Nordhalbkugel beginnt der Frühling bzw. der Herbst, Tag und Nacht sind annähernd gleich lang.

Wenn die Sonne über dem südlichen Wendekreis im Zenit steht (um den 21./22. Dezember) bezeichnen wir das auf der Nordhalbkugel als Wintersonnenwende. Auf der Nordhalbkugel ist Winter, die Tage sind kurz, die Nächte lang.

 

Dämmerung

In Äquatornähe endet der Tag abrupt. Sobald die Sonne unter dem Horizont versinkt, beginnt die Nacht. Tag und Nacht dauern jeweils zwölf Stunden lang. Je weiter wir uns in Richtung der Pole bewegen, desto länger sind die Übergangszeiten, in denen es nicht mehr (oder noch nicht) richtig hell, aber auch nicht ganz dunkel ist. Diese Zeiten bezeichnen wir als Abend- oder Morgendämmerung.

Die Dämmerung lässt sich wiederum in verschiedene Abschnitte unterteilen. Je nachdem, wie weit die Sonne unter dem Horizont steht unterscheiden wir die bürgerliche, die nautische und die astronomische Dämmerung.

Bürgerliche Dämmerung (Sonne steht weniger als 6 Grad unter dem Horizont): Es ist noch so hell, dass im Freien das Lesen ohne künstliche Beleuchtung möglich ist. Am Abendhimmel sind die hellsten Sterne und Planeten bereits sichtbar. Dieser Teil der Dämmerung dauert in Österreich etwa 35 bis 40 Minuten.

Nautische Dämmerung (Sonne steht mehr als 6 und weniger als 12 Grad unter dem Horizont): Der Horizont ist erkennbar und so viele Sterne sind zu sehen, dass Seefahrer in der Lage sind mit Hilfe dieser Sterne zu navigieren – daher der Name Nautische Dämmerung. Sie dauert etwa 40 Minuten (im Winter) bis 60 Minuten (im Sommer).

Astronomische Dämmerung (Sonne steht mehr als 12 und weniger als 18 Grad unter dem Horizont): Der Horizont ist nicht mehr erkennbar.

Erst wenn die Sonne mehr als 18 Grad unter dem Horizont steht, beginnt offiziell die Nacht und es ist die größtmögliche natürliche Dunkelheit erreicht.
 

Faszinierender Nachthimmel

Unser nächster Himmelsnachbar – der Mond
Auf der Nordhalbkugel sehen wir nicht nur die Sonne von Ost nach West über den Himmel wandern, sondern auch den Mond. Das hat mit der Rotation der Erde zu tun, die sich in 24 Stunden einmal um ihre Achse dreht. Dadurch scheint sich um uns herum alles am Himmel in dieselbe Richtung zu bewegen: Sonne, Mond und auch die Sterne, die sich scheinbar um den Polarstern drehen.

Die Mondphasen verstehen

Volksschule, Mittelschule
Materialien: Styroporkugel auf Holzstab, Taschenlampe
Geschätzte Dauer: 15-20 Minuten

Durchführung: Der Raum wird verdunkelt. Die Kinder bilden Zweiergruppen. Ein Kind bekommt die Taschenlampe und stellt die Sonne dar, das zweite erhält die an einem Holzstab befestigte Kugel und stellt die Erde mit ihrem Mond dar.

Das zweite Kind bekommt folgende Anweisungen:

  1. Stell dich mit dem Rücken zur Taschenlampe. Halte den Mond hoch über den Kopf (so, dass du keinen Schatten darauf wirfst) und beobachte: Wie sieht der Mond aus? Wo ist er hell? Wo ist er dunkel?
  2. Mach eine Vierteldrehung gegen den Uhrzeigersinn. Bleib mit der linken Schulter zur Taschenlampe stehen. Halte den Mond hoch und beobachte: Wie sieht der Mond jetzt aus? Wo ist er hell und wo dunkel?
  3. Dreh dich noch etwas weiter bis du genau zur Taschenlampe schaust. Halte den Mond hoch und beobachte: Wo ist der Mond hell? Wo ist er dunkel?
  4. Dreh dich noch einmal weiter. Bleib mit der rechten Schulter zur Taschenlampe stehen. Halte den Mond hoch und beobachte: Wo ist der Mond hell? Wo ist der Mond dunkel?

Danach tauschen die Kinder die Rollen.

Beobachtungsaufgaben:

  • Welche dieser Phasen entspricht dem Neumond, Vollmond, zunehmendem/abnehmendem Halbmond?

Info: Phase 1 entspricht dem Vollmond, Phase 2 dem abnehmenden Halbmond, Phase 3 dem Neumond, Phase 4 dem zunehmenden Halbmond.

Es wird immer ein gleich großer Teil der Mondoberfläche von der Sonne beschienen: die der Sonne zugewandte Hälfte des Mondes. Das sehen wir von der Erde aus nur bei Vollmond, wenn wir die Sonne quasi „im Rücken“ haben und sie aus irdischer Sicht frontal auf den Mond scheint. Die Sonne steht bei Vollmond auf der einen Seite der Erde, der Mond auf der anderen: Sonne, Erde und Mond bilden – grob vereinfacht – eine Linie. Von der Vollmond-Position aus wandert der Mond auf seiner Bahn um die Erde, bis Sonne, Erde und Mond einen rechten Winkel bilden und der Mond „vor“ unserem Planeten steht. Jetzt strahlt aus unserer Perspektive nur noch ein Viertel des „abnehmenden“ Mondes hell vom Himmel; das andere von der Sonne angestrahlte Viertel können wir von der Erde aus nicht sehen. Anschließend sehen wir immer weniger vom Mond, bis er schließlich zwischen uns und der Sonne steht und wir ihn – jetzt am Taghimmel – gar nicht mehr erkennen können. Schon ein oder zwei Tage später sieht man wieder eine dünne Sichel. Danach wandert der Mond weiter um die Erde herum und „nimmt zu“, bis er wieder zum Halbmond und schließlich zum Vollmond wird.

Quelle: https://mint-zirkel.de/2017/08/bei-neumond-sind-die-naechte-dunkel/

Bekannte Sternbilder: Großer Wagen und Cassiopeia
Ihr habt sicher schon alle die Namen Großer Wagen und Großer Bär/Große Bärin gehört. Tatsächlich ist der Große Wagen ein Teil des Sternbilds Großer Bär. Der Wagen wird aus den sieben hellsten Sternen des Sternbilds gebildet. Seine typische Form ist leicht am Himmel zu finden und die ganze Nacht lang zu sehen und das während des ganzen Jahres. Der Große Wagen gehört zu den zirkumpolaren Sternbildern, die sich in der Nähe des Himmelspols befinden.

Sage von Kallisto:Der griechische Obergott Zeus verliebte sich in die schöne Kallisto. Durch eine List konnte sich Zeus Kallisto nähern, sodass sie schwanger von ihm wurde und einen Sohn namens Arkas gebar. Zeus eifersüchtige Gattin Hera verwandelte Kallisto in eine Bärin, die von nun an einsam durch die Wälder streifte. Ihr Sohn Arkas wuchs zu einem Jäger heran und traf eines Tages auf die Bärin. Er erkannte seine Mutter natürlich nicht und wollte sie erschießen. Da griff Zeus ein und verwandelte auch Arkas in einen Bären und setzte beide als Sterne an den Himmel, um sie wieder als Mutter (Große Bärin) und Sohn (Kleiner Bär) zu vereinen.

Auch das Sternbild Cassiopeia gehört zu den zirkumpolaren Sternbildern, die für uns immer sichtbar sind. Die fünf Hauptsterne bilden ein markantes W oder M am Himmel. Deswegen wird dieses Sternbild auch oft Himmels-W genannt.

 

Der Polarstern
Auch der Polarstern ist ein zirkumpolarer Himmelskörper. Das heißt er befindet sich in der Nähe des Himmelspols und ist auf der nördlichen Halbkugel der Erde das ganze Jahr und die ganze Nacht über sichtbar. Daher eignet er sich auch gut um sich zu orientieren, von uns aus gesehen steht er immer im Norden. Ausgehend vom Polarstern lassen sich die weiteren Himmelsrichtungen im Uhrzeigersinn auffinden: Osten, Süden, Westen

Den Polarstern finden

Volksschule, Mittelschule
Geschätzte Dauer:
10 Minuten

Durchführung: Die Sternbilder Großer Wagen und Himmels-W wurden schon vorgestellt. Mit ihrer Hilfe lässt sich auch der Polarstern gut finden. Er befindet sich etwa in der Mitte dieser beiden Sternbilder als hellster Stern des Sternbilds Kleiner Wagen. Es gibt weitere Hilfen: Verlängert man die hintere Verbindungslinie am Kasten des großen Wagens um das Fünffache, so trifft man ebenfalls auf den Polarstern. Eine weiter Möglichkeit ist die Verlängerung des zweiten Aufstrichs des Himmels-W um das Vierfache. Vom Polarstern ziehen wir nun auf kürzestem Weg eine Verbindungslinie zum Horizont und haben damit die Nordrichtung bestimmt.

Tageslauf
Der Polarstern und die zirkumpolaren Sternbilder sind während der ganzen Nacht sichtbar. Aufmerksame Beobachter*innen könnten sie daher als Himmelsuhr nutzen. Dazu stellt man sich die Verbindungen zwischen Polarstern und den hinteren beiden Kastensternen des Großen Wagens als Stundenzeiger vor, der einmal in 24 Stunden den Polarstern umkreist.

Die Menschen der Frühzeit könnten die Gestirne tatsächlich als Uhr genutzt haben, zum Beispiel für die Jagd. Aus Erfahrung wussten sie, wann der beste Zeitpunkt (kurz vor Sonnenaufgang) war, um dem Wild aufzulauern. Es wurde also eine Wache beauftragt, den Lauf der Gestirne zu beobachten und dann die übrigen Jäger rechtzeitig zu wecken. Diese waren dann vor den Tieren am richtigen Ort und konnten ihre Beute überraschen.

 

Jahreszeiten
Aus der Bewegung der Sterne lässt sich nicht nur die Tageszeit, sondern auch die Jahreszeit ablesen. Auch das wussten unsere Vorfahren. Sie beobachteten, dass mit dem Erscheinen gewisser Sternbilder auch die Tage länger oder kürzer wurden, dass sich dieses Zusammenspiel regelmäßig (im Jahresabstand) wiederholte und dementsprechend eine gute Zeit für die Aussaat oder Ernte der Feldfrüchte war. Über diese Beobachtungen entstand auch das, was wir heute als Kalender kennen.

Bewegung am Sternenhimmel

Kindergarten, Volksschule, Mittelschule
Materialien:
Personen als Darsteller bzw. Kerze und Apfel, evt. weiteres Obst.
Geschätzte Dauer: 10 bis 30 Minuten je nach Grad der Komplexität

Durchführung: Ein Kind spielt die fixstehende Sonne, die den Raum mit ihrem Licht erstrahlen lässt. Ein zweites Kind spielt die Erde. Kopf und Füße bilden die Pole, der Kopf zeigt in Richtung Polarstern (nach Norden bzw. zur Decke). Die übrigen Kinder verteilen sich im Raum und stellen Fixsterne dar, bewegen sich also nicht.

Wenn sich nun die Erde links um die eigene Achse dreht, simuliert das den Tag-Nacht-Rhythmus. Bewegt sie sich in einer ellipsen- oder kreisförmigen Bahn gegen den Uhrzeigersinn um die Sonne, so simuliert das das Erdenjahr.

Beobachtungsaufgaben:

  • Auf welche Sterne blickt die Erde, wenn sie sich einmal um die eigene Achse dreht? Was bleibt gleich? Was verändert sich?
  • Wie sind die Aussichten, wenn die Erde die Bahn um die Sonne zieht? Was bleibt gleich? Was verändert sich?
  • Was könnte auf der Südhalbkugel anders sein?

Alternativ: Die Kerze stellt die fix stehende Sonne dar, die hell leuchtet. Der Apfel stellt die Erde dar, das Kerngehäuse die Erdachse, Stiel und Putsche die Pole. Der Stiel zeigt in Richtung des Polarsterns. Mit einem Punkt am Apfel markieren, wo „Österreich“ (oder der Naturpark) liegt. Weiteres Obst kann als Fixsterne um Apfel und Kerze verteilt werden.
Wenn nun der Apfel links um die eigene Achse gedreht wird, simuliert das den Tag-Nacht-Rhythmus. Wird der Apfel in einer ellipsen- oder kreisförmigen Bahn gegen den Uhrzeigersinn um die Kerze bewegt, so simuliert das die Bewegung der Erde um die Sonne.

Beobachtungsaufgaben:

  • Wie würde sich die Aussicht für jemanden ändern, der an dem Punkt ist, der als „Österreich“ festgelegt wurde, wenn sich die „Erde“ einmal um ihre eigene Achse dreht? Bleibt etwas gleich?
  • Wie würde sich die Aussicht für jemanden ändern, der an diesem Punkt ist, wenn sich die „Erde“ um die „Sonne“ dreht? Bleibt nun etwas gleich?

Info:  Im Laufe eines Erdentages (eine Drehung um die eigene Achse) ändert sich der Ausblick ständig. Das Erdenkind blickt ständig in andere Gesichter, bis es wieder am Ausgangspunkt angekommen ist. Dann wiederholt sich die Abfolge. So ändern sich auch die Sternbilder bei unserer Erddrehung und wandern scheinbar über den Nachthimmel. Lediglich wenn das Kind nach oben blickt, wird während einer Drehung nichts Neues ins Blickfeld geraten, die Ansicht wird sich aber ebenfalls einmal gedreht haben. Ein Hinweis darauf, dass der Polarstern auf der Rotationsachse der Erde liegt. Das Bild des Großen Wagens wandert im Laufe von 24 Stunden ebenfalls um diese Achse.

Bewegt sich das Erdenkind auch entlang der Bahn, die den Erdumlauf markiert, so ändern sich die Gesichter, in die es blickt, allmählich auch im Laufe eines „Erdentages“, die bereits bekannten tauchen immer etwas später in der Nacht auf. So blicken wir von der Erde aus im Zuge eines Umlaufs um die Sonne immer in eine andere Richtung des Weltalls. Sternbilder, die wir in einer Winternacht sehen können, ziehen im Sommer tagsüber an uns vorüber – quasi hinter der Sonne, so dass wir sie nicht sehen können – und umgekehrt. Was auch im Jahreslauf gleich bleibt, ist die Sicht auf den Polarstern.

Auf der Südhalbkugel sind andere Sternbilder zu sehen, das Sternbild Kreuz des Südens weist in Richtung Himmelssüdpol und dient hier als Orientierungspunkt.

Diese Aktivität kann noch erweitert werden, indem jedes der Kinder einen auffälligen Gegenstand mit sich führt oder sich einen lustigen Namen gibt. Das Kind, das die Erde spielt, kann dann besser wiedergeben, was oder wen es auf seinem Weg gerade sieht.

Dieses Modell lässt natürlich außer Acht, dass auch unser Sonnensystem, die anderen Sterne und Galaxien sich bewegen. Da diese Bewegungen in so großen Entfernungen stattfinden, sind sie für menschliche Maßstäbe nicht wahrnehmbar und unser System erscheint uns statisch.

 

Blick in unendliche Weiten
Können wir in einer klaren Nacht bei günstigen Bedingungen ca. 2.000 Sterne erblicken, so bilden diese doch nur einen winzigen Ausschnitt unseres Universums. Allein in unserer Heimatgalaxie der Milchstraße dürften mehr als 300 Milliarden Sonnen existieren. Wenn euch der Blick in die Sterne und die Sternbilder interessiert, empfehlen wir euch die WebApp Stellarium.org. Mit ihrer Hilfe lässt sich an jedem Ort und zu jeder Zeit feststellen, welche Sternbilder am Himmel gerade zu sehen wären.


Das Projekt „Erhellendes über die Dunkelheit - Bewusstseinsbildung zur dunklen Nacht für Naturpark-Schulen“ wurde vom Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie gefördert.

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