Aufgaben zu Licht und Schatten (Lösungen)

Schatten und Kernschatten

Bereich 1 ist der Schatten der unteren Kerze, dort kann das Licht der unteren Kerze nicht hinkommen, sehrwohl aber das Licht der oberen Kerze.

Bereich 2 ist der Schatten der oberen Kerze. Hier gelangt nur Licht der unteren Kerze hin.

In den Bereich 3 kann weder das Licht der oberen noch der unteren Kerze gelangen, weshalb es hier dunkel ist.

Die Bereiche 1 und 2 heißen auch "Halbschatten", der Bereich 3 heißt "Kernschatten".

Scharfe und unscharfe Schatten

Eine Kerze hat eine relativ kleine Flamme, aus der das Licht kommt. Sie ist fast eine "punktförmige Lichtquelle". Eine Leuchstoffröhre ist sehr ausgedehnt, mindestens 30cm lang. Man kann sie durch viele nebeneinanderstehende Kerzen ersetzen. Jede Kerze erzeugt dann einen Schatten.

In diesem Bild sieht man den Schatten von 5 Kerzen. Je weiter man aus dem Kernschatten herauskommt, desto mehr Kerzen können dort ihr Licht hinsenden. Der Halbschatten wird Stück für Stück heller und läßt so einen unscharfen Schatten entstehen. Was bei 5 Kerzen noch in Schritten passiert, ist bei einer Leuchtstoffröhre ein gleichmäßiger Übergang. (Das kannst du dir auch hier bei LEIFI als Animation ansehen!)

Mondphasen

a) Wie kommen die unterschiedlichen Mondphasen zustande? Fertige eine Zeichnung an, mit der du dies erklären kannst.

Das kann man auf diesen Bildern und der Animation gut verstehen.

b) Bert steht heute ziemlich früh auf und kann bei Sonnenaufgang gerade noch sehen wie der Mond untergeht.

Wie sieht der Mond aus, den Bert sehen kann? Erkläre mit einer Zeichnung und einem Text.

Wenn der Mond genau bei Sonnenaufgang untergeht, steht er der Sonnen genau gegenüber. Und dann können wir von der Erde aus die gesamte von der Sonne beschienene Seite des Mondes sehen. Es ist Vollmond.

c) Anna sieht den zunehmenden Halbmond ganz hoch am Himmel stehen.

Wieviel Uhr ist es ungefähr? Erkläre deine Antwort mit Hilfe einer Zeichnung und einem Text.

Am besten betrachtet man sich das aus dem Weltraum mit Sicht auf den Nordpol. Bei Halbmond bildet die Erde mit der Sonne und dem Mond einen rechten Winkel. Der Mond dreht sich gegen den Uhrzeigersinn, deswegen muss der zunehmende Halbmond auf der Zeichnung unten sein. Deswegen steht Anna genau an der Grenze zwischen Tag und Nacht. Die Sonne geht gerade unter und es ist ungefähr 6 Uhr. (Im Sommer natürlich später und wegen der Sommerzeit dann nochmal eine Stunde später.)

Mond- und Sonnenfinsternis

• Wie kommen Mond- und Sonnenfinsternisse zustande? Mache jeweils eine Zeichnung dazu.

Das kannst du hier nachlesen und dir auf den Videos nochmal anschauen.

Vereinfacht gesagt, wandert bei einer Mondfinsternis der Mond in den Schatten der Erde und bei einer Sonnenfinsternis wandert die Erde in den Schatten des Mondes.

• Warum kann es bei Vollmond keine Sonnenfinsternis, aber sehr wohl eine Mondfinsternis geben?

Bei Vollmond steht die Erde zwischen Sonne und Mond. So kann der Schatten der Erde auf den Mond fallen und es gibt eine Mondfinsternis.

Formen am Himmel

• 

  Bild1: Das ist eine Mondfinsternis,

• 

  Bild 2: hier ist ein abnehmender Mond zu sehen,

• 

  Bild 3: und hier eine Sonnenfinsternis.

Bei Bild 1 und Bild 3 fehlt jeweils ein kreisrundes Stück, während bei Bild 3 der Schatten nicht kreisförmig ist. Der Schatten von Bild 1 ist etwas unscharf und auch nicht ganz dunkel.

Bei einer Mondfinsternis bewegt sich der Mond in den Kernschatten der Erde hinein. Der Kernschatten der Erde ist kreisrund und ist durch den Halbschatten etwas unscharf und größer als der Mond. Das ist Bild 1!

Bei einer Sonnenfinsternis schiebt sich der kreisrunde Mond vor die Sonne. Das ist Bild 3!

Bild 2 zeigt also den zunehmenden Mond.