Lektion 2.3

Erde, Mond und Sonnensystem, Jahreszeiten

15 min Lesezeit

Jeden Morgen geht die Sonne auf, mittags steht sie hoch, abends geht sie unter. Im Sommer ist es lange hell und warm, im Winter früh dunkel und kalt. Bewegt sich die Sonne um uns herum, oder bewegen wir uns? Und wie weit sind Mond, Sonne und Sterne entfernt?

Du lernst, wie die Himmelskörper zusammenhängen, wie Tag, Jahr und Jahreszeiten entstehen und wie du dich am Himmel zurechtfindest.

Definition

Himmelskörper und Sonnensystem

Ein Himmelskörper ist ein Körper im Weltall.

  • Ein Stern ist eine riesige, heiße Gaskugel, die selbst leuchtet. Die Sonne ist ein Stern. Alle anderen Sterne am Nachthimmel sind viel weiter weg und sehen deshalb nur wie Lichtpunkte aus.
  • Ein Planet ist eine Kugel, die einen Stern umkreist. Er leuchtet nicht selbst, sondern wirft Sonnenlicht zurück.
  • Ein Mond umkreist einen Planeten. Die Erde hat einen Mond, Jupiter hat viele.

Die Sonne und alles, was sie umkreist, bilden das Sonnensystem. Es hat acht Planeten. In der Reihenfolge von der Sonne weg sind das Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Merksatz: Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel. Die vier inneren Planeten sind klein und felsig. Jupiter und Saturn sind riesig und bestehen vor allem aus Gas. Uranus und Neptun sind groß und sehr kalt. Dazu kommen viele kleine Körper wie Asteroiden (Gesteinsbrocken) und Kometen (Körper aus Eis und Staub).

Definition

Tag und Nacht

Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. Die Drehachse ist eine gedachte Linie durch Nordpol und Südpol, die Erdachse. Die Seite, die zur Sonne zeigt, hat Tag, die abgewandte Seite hat Nacht.

Weil du mit der Erde mitdrehst, sieht es so aus, als wandere die Sonne über den Himmel. Sie geht im Osten auf, steht mittags im Süden am höchsten und geht im Westen unter. Das ist eine scheinbare Bewegung. Im fahrenden Zug sieht es genauso aus, als zöge die Landschaft am Fenster vorbei.

Definition

Jahr und Mondumlauf

Die Erde läuft außerdem auf einer Bahn um die Sonne. Ein Umlauf dauert 365 Tage und knapp 6 Stunden. Das ist ein Jahr. Die Stunden sammeln sich an, deshalb gibt es alle vier Jahre ein Schaltjahr mit 366 Tagen. Der Mond umkreist die Erde einmal in etwa einem Monat. Dabei entstehen die Mondphasen, die du aus der Lektion zu Licht und Schatten kennst.

Definition

Jahreszeiten und Neigung der Erdachse

Die Erdachse steht schief. Sie ist um etwa 23 Grad aus der Senkrechten zur Bahnebene der Erde um die Sonne geneigt und zeigt auf dem ganzen Weg in dieselbe Richtung im Weltall. Darum ist im Lauf des Jahres mal die nördliche Hälfte der Erde, die Nordhalbkugel, mal die südliche, die Südhalbkugel, stärker zur Sonne geneigt.

Im Sommer bei uns ist die Nordhalbkugel zur Sonne geneigt:

  • Die Sonne steht mittags hoch über dem Horizont, der Linie, an der Himmel und Erde sich treffen. In Deutschland sind es im Sommer etwa 60 Grad.
  • Die Tage sind lang, etwa 16 Stunden.
  • Das Licht fällt steil auf den Boden und verteilt sich auf eine kleine Fläche. Das heizt stark.

Im Winter ist es umgekehrt. Die Mittagssonne steht nur etwa 15 Grad hoch, die Tage dauern nur etwa 8 Stunden, und das Licht verteilt sich schräg auf eine größere Fläche. Das kannst du mit einer Taschenlampe nachmachen: Von oben auf eine Wand gerichtet gibt sie einen hellen kleinen Fleck, schräg einen größeren, blasseren. Auf der Südhalbkugel sind die Jahreszeiten umgekehrt. In Australien ist an Weihnachten Sommer.

Etwa amAnfang vonWas geschieht bei uns
21. MärzFrühlingTag und Nacht sind gleich lang.
21. JuniSommerlängster Tag, Mittagssonne am höchsten
23. SeptemberHerbstTag und Nacht sind gleich lang.
21. DezemberWinterkürzester Tag, Mittagssonne am tiefsten
Definition

Größen und Entfernungen im Weltall

Im Weltall sind die Zahlen riesig.

KörperDurchmesserEntfernung von der Erde
Erde12 700 km
Mond3 500 km384 000 km
Sonne1 400 000 km150 000 000 km

Licht ist das Schnellste, was es gibt. Es legt in einer Sekunde 300 000 km zurück, das ist siebeneinhalbmal um die Erde. Vom Mond braucht es etwa 1 Sekunde bis zu uns, von der Sonne etwa 8 Minuten. Für Sterne misst man deshalb in Lichtjahren. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt, etwa 9,5 Billionen Kilometer. Der nächste Stern nach der Sonne ist 4,2 Lichtjahre entfernt. Die Sonne ist einer von mehr als hundert Milliarden Sternen einer riesigen Sternenansammlung, der Galaxie namens Milchstraße.

Beispiel

Ein Modell des Sonnensystems

Du baust ein Modell, in dem 1 cm für 10 000 km steht. Wie weit entfernt ist der Mond im Modell, und wie groß und wie weit entfernt ist die Sonne?

1 cm steht für 10 000 km. Du teilst also jede Strecke in Kilometern durch 10 000. Das geht schnell: Streiche vier Nullen am Ende der Zahl, dann hast du die Zentimeter.

Mond: rund 380 000 km. Ohne vier Nullen sind das 38 cm. Der Mond ist im Modell 38 cm von der Erde entfernt. Die Erde selbst ist nur gut 1 cm groß, der Mond etwa 3,5 mm.

Sonne, Durchmesser: 1 400 000 km. Ohne vier Nullen sind das 140 cm, also ein Ball von 1,4 m.

Sonne, Entfernung: 150 000 000 km. Ohne vier Nullen sind das 15 000 cm. 100 cm sind 1 m, also sind es 150 m. Die Sonne wäre ein großer Ball in 150 m Entfernung von der murmelgroßen Erde.

Definition

Orientierung am Sternenhimmel

Am Nachthimmel hat man Gruppen von Sternen zu Figuren zusammengefasst, den Sternbildern. Die Sterne eines Sternbilds sind unterschiedlich weit von uns entfernt und gehören nur für unseren Blick zusammen. Bekannt ist der Große Wagen aus sieben hellen Sternen, ein Kasten mit einer Deichsel.

Ziehe eine Linie durch die beiden Sterne an der Seite des Kastens, die von der Deichsel wegzeigt. Verlängere sie nach oben um das Fünffache des Abstands dieser beiden Sterne. Du triffst den Polarstern. Er steht fast genau über dem Nordpol, genau dort, wohin die Erdachse zeigt. Schaust du auf den Polarstern, schaust du nach Norden. Wegen der Drehung der Erde scheinen alle anderen Sterne im Lauf der Nacht um den Polarstern zu kreisen. Der Polarstern bleibt fast an seinem Platz. Tagsüber hilft dir die Sonne: Morgens steht sie im Osten, mittags im Süden, abends im Westen.

Häufige Fehler

Im Sommer ist die Erde näher an der Sonne

„Im Sommer ist es warm, weil die Erde dann der Sonne am nächsten ist.“

Richtig ist

Die Erde ist der Sonne im Januar am nächsten, etwa 147 Millionen Kilometer, und im Juli am weitesten weg, etwa 152 Millionen Kilometer. Die Jahreszeiten kommen von der schiefen Erdachse: Sie bestimmt, wie hoch die Sonne steht und wie lang der Tag ist.

Häufige Fehler

Die Sonne wandert um die Erde

„Die Sonne geht im Osten auf, also bewegt sie sich um uns herum.“

Richtig ist

Es sieht nur so aus. In Wirklichkeit dreht sich die Erde in 24 Stunden einmal um ihre Achse, und wir drehen uns mit. Ein Tag ist eine Drehung der Erde, ein Jahr ein Umlauf um die Sonne.

Zusammenfassung

  • Sterne leuchten selbst, Planeten umkreisen einen Stern, Monde umkreisen einen Planeten. Die Sonne und ihre acht Planeten bilden das Sonnensystem.

  • Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um ihre Achse. Das ergibt Tag und Nacht. Die Bewegung der Sonne am Himmel ist nur scheinbar.

  • Ein Umlauf der Erde um die Sonne dauert ein Jahr, 365 Tage und knapp 6 Stunden. Deshalb gibt es alle vier Jahre ein Schaltjahr.

  • Die Erdachse ist um etwa 23 Grad geneigt. Deshalb steht die Sonne im Sommer hoch und die Tage sind lang, im Winter ist es umgekehrt.

  • Der Mond ist etwa 384 000 km, die Sonne etwa 150 000 000 km entfernt. Licht braucht vom Mond etwa 1 Sekunde und von der Sonne etwa 8 Minuten.

  • Ein Lichtjahr ist die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt, etwa 9,5 Billionen Kilometer.

  • Der Polarstern zeigt nach Norden. Du findest ihn über den Großen Wagen.

Übungen

Aufgabe 1Multiple Choice

Welche Aussage über Himmelskörper stimmt?

Aufgabe 2Multiple Choice

Warum ist es bei uns im Sommer wärmer als im Winter?

Aufgabe 3Numerisch

Die Erde braucht für einen Umlauf um die Sonne 365 Tage und 6 Stunden. Wie viele Stunden bleiben nach vier Jahren zusätzlich zu 4 mal 365 Tagen übrig?

Aufgabe 4Numerisch

In einem Modell steht 1 cm für 10 000 km. Der Planet Jupiter ist etwa 780 000 000 km von der Sonne entfernt. Wie weit ist er im Modell von der Sonne entfernt, in Metern?

Aufgabe 5Multiple Choice

Du findest den Polarstern. In welche Himmelsrichtung schaust du dann?

Aufgabe 6Freitext

Erkläre, warum man die Sonne am Himmel wandern sieht, obwohl in Wirklichkeit die Erde sich dreht.