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Homepage > Aktivitäten > Astronomie > Himmel, Erde, Universum > Eratosthenes > Projektphase 1 > Zeichnungen

Die Beobachtungen mit Hilfe von Zeichnungen interpretieren

Publikation: 25.10.2007
Lernstufe: 3
Dauer: 30 bis 45 Minuten im Klassenraum
Material: Für jede Gruppe von 3-5 Schüler/inne/n:
Das Blatt mit den Skizzen, Notizen und Bemerkungen, die der/die Protokollführer/in während des Experiments gemacht hat.
Herkunft: La main à la pâte, Paris. Originalversion: www.fondation-lamap.org/eratos

Anmerkung: Die Interpretation der Beobachtungen sollte nach Möglichkeit sofort nach der vorherigen Unterrichtsstunde geschehen, damit die Schüler/innen die Ergebnisse nicht vergessen. Sie können hier auch die Experimente zur Schattenbildung einschieben, wenn es bei den Versuchen im Freien Verständnisschwierigkeiten gegeben hat. Sie können die ersten Experimente auch schnell nochmal wiederholen lassen, bevor Sie weitergehen, um sich zu vergewissern, dass die Schüler/innen sie richtig verstanden und verarbeitet haben. Wenn Ihnen diese Einheit mit der schematischen Darstellung der Experimente noch zu schwierig erscheint, können Sie auch erst die praktischen Versuche mit der Taschenlampe ausführen lassen.

Nach der Rückkehr ins Klassenzimmer schildert jede Gruppe der gesamten Klasse, wie sie vorgegangen ist, was einen Vergleich zwischen den verschiedenen Verfahrensweisen ermöglicht.

Die gesamte Klasse gelangt zu dem Schluss, dass mit diesem Experiment nachgewiesen werden konnte, dass die Erde keine flache Scheibe ist und dass der Schatten der Stäbe mit der Krümmung der Erdoberfläche, aber auch mit der Entfernung zwischen den beiden Städten variieren kann.

Aufgabe

Lassen Sie jetzt alle Schüler/innen zwei Zeichnungen vom "Experiment in der Sonne" machen, und zwar Seitenansichten der beiden Stäbe (oder des Stabs und des Brunnenschachts) und der Karte:
- die erste mit einer flachen Erde
- die zweite mit gekrümmter Erdoberfläche (gebogene Karte).

Sagen Sie den Schüler/inne/n, dass die Sonnenstrahlen auf den schematischen Darstellungen deutlich sichtbar sein müssen und dass sie mit dem Lineal gezeichnet werden müssen. Sollte dies Fragen oder Zweifel in der Klasse aufkommen lassen, können Sie die fakultativen Untersuchungen zur geradlinigen Ausbreitung des Lichts einschieben. Die meisten Schüler/innen werden auf ihrem Blatt bestimmt die Sonne darstellen, und zwar mit divergenten Strahlen (Strahlenkranz) wie in Abb. 3. In diesem Fall müssten sie dann in beiden Zeichnungen, also auch in derjenigen mit der flachen "Erde", einen Schatten am Stab in Alexandria zeichnen – was aber nicht dem entspricht, was sie beobachtet haben, denn mit der flachen Karte war weder in Alexandria noch in Syene ein Schatten zu sehen.

Skizze, wie Sonnenstrahlen auf eine flache bzw. gekrümmte Erdoberfläche auftreffen würden, wenn sie nicht parallel wären

Abb. 3: Effekt von nicht-parallelen Strahlen

Neue Aufgabe

Herausfinden, wie auf der flachen Karte der auf den Stab fallende Sonnenstrahl gezeichnet werden muss, damit es keinen Schatten gibt.
Die Schüler/innen werden merken, dass sie diesen Strahl genau nach dem Stab ausrichten müssen. Und was stellen sie fest, wenn sie die beiden Sonnenstrahlen betrachten? Dass beide Strahlen in die gleiche Richtung gehen und der Abstand zwischen ihnen immer gleich bleibt. Man spricht von parallelen Strahlen, die Kinder werden dieses Wort wahrscheinlich schon einmal gehört haben.

Sie werden ihre beiden Zeichnungen neu machen, jetzt aber mit zwei parallelen Strahlen und ohne Sonnenscheibe. Damit können sie die mit der Karte in der Sonne gemachten Beobachtungen richtig interpretieren.

Skizze, wie Sonnenstrahlen auf eine flache bzw. gekrümmte Erdoberfläche auftreffen, wenn sie parallel sind

Abb 4: Effekt von parallel einfallenden Strahlen

Man sollte die Parallelität der Sonnenstrahlen möglichst auch experimentell nachweisen. Wenn Sie noch eine Viertelstunde Sonnenschein haben, können Sie diese Unterrichtseinheit mit den Untersuchungen zu divergenten und parallelen Strahlen abschließen. Sie können damit aber auch die nächste Unterrichtseinheit einleiten.

Wenn noch Zeit übrig bleibt, können Sie die letzten Experimente zeichnerisch darstellen lassen, bei denen die Schüler/innen die Karte bei gleichbleibendem Abstand der Stäbe mehr oder weniger krümmen sollten, und dann umgekehrt, bei gleichbleibender Krümmung, den Abstand der beiden Stäbe variieren sollten. Sie können zum Beispiel Skizzen vorbereiten, in die die Schüler/innen nur noch die beiden parallelen Sonnenstrahlen (aber genau parallel zu einem gestrichelten Bezugsstrahl, der der Einfachheit halber senkrecht sein sollte) und die Schatten einzuzeichnen brauchen. Sie können so rasch nachprüfen, dass jeder die bei Sonnenschein durchgeführten Versuchsschritte richtig verstanden hat. Bewahren Sie die Zeichnungen gut auf und schicken Sie uns die besten!

Skizze des Effekts von verschieden starker Krümmung der Erdoberfläche bzw. Variation des Abstands der Orte auf der Erde

Letzte Aktualisierung: 28.6.2013

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