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Homepage > Aktivitäten > Astronomie > Himmel, Erde, Universum > Eratosthenes > Projektphase 2

Projektphase 2: Anfertigung und Benutzung von Gnomonen

Publikation: 26.10.2007
Lernstufe: 3
Übersicht:
  • Die Veränderung der Schatten im Lauf eines Tages
  • Erste Versuche, die Umrisse der Schatten nachzuzeichnen und sie auszumessen
  • Erste Versuche, die Richtung der Schatten mit Hilfe eines Kompasses zu bestimmen
  • Erste Vergleiche
  • Die Begriffe senkrecht und waagerecht
Dauer: Diese Projektphase besteht aus vier Teilen. Für jeden können Sie ein oder zwei Unterrichtsstunden veranschlagen. Zwischendurch können Sie auch immer mal kürzere Aktivitäten einschieben, die sie allerdings an einem sonnigen Tag machen sollten.
Herkunft: La main à la pâte, Paris. Originalversion: www.fondation-lamap.org/eratos

Anmerkung der Übersetzer: Das Wort "Gnomon" kommt aus dem Griechischen und bedeutet "Schattenzeiger".

Einleitung

In dieser Projektphase werden die Kinder erkennen, dass der Schatten eines Stabes sich im Lauf eines Tages "dreht" und seine Länge sich verändert. Sie werden dann von ihnen selbst angefertigte "Miniaturobelisken" (Gnomone), zunächst unterschiedlicher und dann gleicher Bauart, in die Sonne stellen. Sie werden die Schatten nachzeichnen und sie ausmessen, das Ganze zu fünf oder sechs verschiedenen Tageszeiten. Sie werden ihre Ergebnisse miteinander vergleichen und anhand der unterschiedlichen Messwerte verstehen, dass ihre Gnomone gleich sein müssen, damit sie auch gleiche Schatten werfen. Es wird sie auch veranlassen, ihre Gnomone genau senkrecht auf eine Unterlage zu stellen, die ihrerseits wiederum genau waagerecht sein muss.

Vorbemerkungen: der Obelisk von Alexandria

"In der ersten Phase des Projekts habt ihr einen Teil des Geheimnisses des Eratosthenes entdeckt. Hier ist die Fortsetzung dieser Geschichte:"

Nachdem Eratosthenes in der Papyrusrolle gelesen hatte, dass der in Syene aufgestellte Stab keinen Schatten warf, wollte er wissen, was es mit diesem erstaunlichen Phänomen auf sich hatte. Zu diesem Zweck stellte auch er einen Stab in die Sonne und beobachtete ihn stundenlang. Da der Stab nicht ganz gerade war und nur einen ganz kleinen Schatten warf, beschloss er, den Schatten einer hohen Granitsäule zu beobachten, die am Eingang eines der Tempel in Alexandria stand. Diese nahezu 20 m hohe Säule stand kerzengerade in der Erde und warf einen viel längeren Schatten als sein Stab. Man nannte sie einen Obelisken. Ihre Spitze hatte die Form einer kleinen Pyramide und war mit Gold überzogen. Die glänzte in der Sonne, so dass man sie aus weiter Ferne sehen konnte. Obelisken schmückten häufig die Eingänge ägyptischer Tempel und die Gräber von Pharaonen. Eratosthenes hatte daher keine Mühe, einen in der Nähe seiner Bibliothek zu finden. Er beobachtete ihn viele Stunden am Tag, und seine Beobachtungen ermöglichten es ihm, einen Teil des Geheimnisses zu lüften...

Foto von zwei ägyptischen Obelisken

Es wäre gut, wenn Sie den Schüler/inne/n auch einige Bilder zeigen würden, auf denen zu sehen ist, wie diese "großen Granitsäulen" am Eingang ägyptischer Tempel aussahen.

Die Schüler/innen sollen nun diese Beobachtungen des Eratosthenes nachvollziehen. Sie werden überlegen, welche Gegenstände einen Miniaturobelisken darstellen könnten und werden einige mit in die Klasse bringen. Aber bevor sie ihre eigenen Gnomone mit der nötigen Sachkenntnis anfertigen können, sollten sie zunächst einmal einen Stab in die Sonne stellen und ihrerseits das sonderbare Schattenballett beobachten. Nicht nur für eine momentane Beobachtung, sondern um eine Frage zu beantworten, die durch ein Detail des Textes aufgeworfen wird: Eratosthenes machte nämlich seine Beobachtungen und Messungen während des ganzen Tages, immer wieder und wieder. Heißt das, dass sich die Schatten im Laufe des Tages verändern?

"Was hat er wohl entdecken können, wenn er den Schatten des Obelisken einen ganzen Tag lang beobachtete? Es ist an euch, dies herauszufinden, indem ihr in der Sonne das gleiche Experiment wie Eratosthenes durchführt!"

Letzte Aktualisierung: 6.7.2013

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