Informationsblatt 18: Himmelsrichtungen und Kompass

Publikation:	26.3.2009
Herkunft:	La main à la pâte, Paris

Aus den Lehrplänen

Erschwernisse durch den gängigen Sprachgebrauch oder auch den der Wissenschaftssprache

Das Wort "Norden" bezeichnet sowohl Gegenden (im Norden) als auch die Him­melsrichtung (siehe Informationsblatt 20: "Die Drehung der Erde um sich selbst" zum Thema Rotation der Erde von Westen nach Osten).

Das physikalische Phänomen des Magnetismus sollte nicht mit der okkultisti­schen Vorstellung vom "Magnetismus" einer Person verwechselt werden.

Auf einer Wetterfahne (oder auf einer Karte) sind die vier Himmelsrichtungen angegeben. Man könnte denken, dass im Osten und Westen auch Pole liegen, wie im Norden und Süden, das trifft aber nicht zu.

Erschwernisse aufgrund von vorgefassten Meinungen der Schüler

Schüler sagen manchmal, dass die Kompassnadel wegen der Kälte, der Tempe­ratur oder wegen des Windes vom Norden angezogen werde.

Die Schüler meinen, dass man mit einem Kompass wissen könne, wo man sich befindet, und wenn man sich verlaufen hat, mit seiner Hilfe den Weg wiederfin­den könne. Das trifft nicht zu (der Kompass allein genügt nicht, siehe den fol­genden Absatz).

Bis zur Lernstufe 3 haben die Schüler Schwierigkeiten, andere als ihre "ego­zen­trischen Bezugspunkte" (vorne, hinten, links, rechts) zu verwenden. Oft versuchen sie, sich die Himmelsrichtungen mit Bezug zur eigenen Körperstel­lung zu merken ("Norden liegt vor mir oder über mir", "Westen ist links" usw.). Sie neigen auch dazu, die Himmelsrichtungen zu verabsolutieren, ohne sich klar zu machen, dass die Lage eines Ortes nur in Bezug auf die eines anderen an­gegeben werden kann. Zum Beispiel behaupten sie gern, "Der Ort X liegt im Norden" statt zu sagen "Der Ort X liegt im Norden von Ort Y". Auch haben sie Schwierigkeiten zu verstehen, dass Ort X zum Beispiel im Norden von Ort Y und gleichzeitig im Westen von einem dritten und im Süden von einem vierten Ort liegen kann.

Ein paar Klippen, an denen Beobachtung und Experiment scheitern könnten

Wenn man den Norden bestimmen will, muss man unbedingt darauf achten, dass sich der Kompass von allen magnetischen Materialien, die mit ihm wech­selwirken könnten, weit entfernt ist, und dass man ihn waagrecht hält, damit die Nadel frei rotieren kann.

Auf einer Karte kann man mit dem Kompass den Ort bestimmen, an dem man sich befindet, wenn man von einer bekannten Position ausgehend seine Orts­veränderungen auf die Karte überträgt. Auf diese Weise kann man einen auf der Karte vorgegebenen Punkt erreichen.

Man sollte die Schüler darauf aufmerksam machen, dass man sich zwar auf der Erde an den Himmelsrichtungen mit Hilfe des Kompasses orientieren kann, aber nicht im interplanetarischen Raum. Man könnte allerdings auf anderen Gestir­nen, wie den Planeten oder dem Mond, die sich auch um eine Achse drehen (siehe "Mehr zum Thema"...) mit dem Kompass ebenfalls Himmelsrichtungen fest­legen.

Kenntnisse

Die magnetische Nadel eines Kompasses (wenn sie weit weg von magneti­schen Stoffen ist) zeigt näherungsweise in Richtung Nord-Süd, wobei der Nor­den im Allgemeinen am farbigen Ende der Nadel zu erkennen ist. Grundlegende Eigenschaft des Kompasses ist, dass die Nadel ihre Richtung beibehält, wenn man das Gehäuse dreht.

Mit dem Kompass kann man sich auch im Nebel zurechtfinden. Dagegen kann die Anzeige gestört sein, wenn ein Gewitter naht. Wenn man sich verirrt hat, verhindert der Kompass, dass man im Kreis herumläuft, man kann eine auf der Karte gewählte Richtung beibehalten.

Auf der Erdoberfläche gibt es zwei Pole (den Nord- und den Südpol) und die Rotationsachse der Erde geht durch diese beiden Pole. Es gibt keinen Ostpol und keinen Westpol.

Mehr zum Thema

Man kann statt "Kompass" auch "Bussole" sagen. [Die französische Bezeich­nung "boussole" bedeutet ursprünglich "kleines Kästchen". "Compas" (franzö­sisch) bezeichnet nicht den Kompass, sondern den Zirkel, mit dem man Kreise zeichnet. Aber compasso (italienisch) bedeutet Kompass und daher stammt wohl die deutsche Bezeichnung, A.d.Ü.]. Der Magnetkompass wurde zuerst in China verwendet (um 1050).

Immer wenn ein Himmelskörper eine Rotationsachse hat, lässt sich auf ihm ein Norden und ein Süden definieren sowie ein Osten und ein Westen, und es lassen sich, ähnlich wie auf der Erde, Karten anlegen: Karten vom Mond, von Venus, von Mars.

Ob ein Kompass auf diesen Planeten funktioniert, hängt von der Existenz eines Magnetfeldes ab (das aber fehlt auf dem Mond, und es fehlt oder ist sehr schwach auf Venus und Mars).

Wenn in einem Punkt auf der Erde Norden und Süden mit dem Kompass be­stimmt wurden, kann man auch Osten und Westen festlegen und alle anderen Richtungen, wie Südwest und Nordost, und man kann eine Windrose konstruie­ren und sich nach ihr richten.

Durch Einzeichnen von Breiten und Längenkreisen auf einer Kugel (Weltkarte) überwindet man das "egozentrische Bezugssystem" (vorne-hinten-oben-unten) und objektiviert die Himmelsrichtungen.

Wenn man geradeaus nach Norden geht, folgt man einem Längengrad (Meri­dian). Am Nordpol angekommen, gibt es keinen Norden mehr und wenn man nach Süden gehen will, hat man die Wahl zwischen unendlich vielen Wegen, wobei jeder Weg einem Meridian entspricht. Auf der nördlichen Halbkugel kann man sich zum Beispiel auch am Polarstern orientieren. Der steht am Himmel ungefähr dort, wo die Verlängerung der Erdachse hinzeigt.

Der Kompass weckt unter Umständen die Neugier, mehr über Magnetismus wissen zu wollen. Aber bei allen weiteren Erklärungen ist Vorsicht geboten und man ist gut beraten, sich im Wissen um die Komplexität des Themas mit weni­gen Feststellungen zu begnügen.

Die Kompassnadel ist ein Magnet mit einem Nord- und einem Südpol ("Pol" ist hier eine Begriffserweiterung in Analogie zu den Polen der Erde). Zwei Magnete können sich anziehen oder abstoßen, je nach der Stellung der Pole zueinan­der. Deshalb muss man einen Kompass von allen Magneten oder magnetischen Ma­te­rialien fernhalten. Unmagnetische, aus Eisen bestehende Materialien werden, wenn sie in die Nähe eines Magneten kommen, magnetisiert (Beispiel: Nadeln, Nägel). Manche Geldstücke, zum Beispiel die 1-Euro-Münze, werden von einem Magneten angezogen, weil sie Nickel enthalten. Eine Spule aus leitendem Draht, in dem ein Strom fließt, verhält sich wie ein Magnet.

Einsatz der Kenntnisse in anderen Zusammenhängen, verwandte Begriffe

Das Thema Himmelsrichtungen steht im Zusammenhang mit der Erkundung der scheinbaren Sonnenbewegung (siehe Informationsblatt 19: "Scheinbare Bewegung der Sonne") und der Entstehung von Schatten (siehe Informations­blatt 17: "Licht und Schatten").

Wenn wir auf der nördlichen Halbkugel zur (Sonnen-) Mittagszeit in Richtung Sonne schauen, liegt Westen zu unserer Rechten und Osten zu unserer Lin­ken: Der Schatten eines Gnomons zeigt zu dieser Zeit genau nach Norden (der Gnomon, Vorläufer der Sonnenuhr, ist ein einfacher Stab, der senkrecht im Boden steckt). Auf der südlichen Halbkugel sind die Verhältnisse genau umge­kehrt. Durch die Beschäftigung mit Kompass und Himmelsrichtungen lernen die Schüler sich zu orientieren, Richtungen einzuschlagen und Karten zu lesen. Die Arbeit kann in Verbindung mit Erdkunde und Sport durchgeführt werden.

Letzte Aktualisierung: 20.4.2015