Optik im Sonnensystem 7 67 Warum gibt es die vier Jahreszeiten? Als Sonnenstand bezeichnet man die Position der Sonne am Himmel zu einem bestimmten Ort. Er ergibt sich aus der Eigenrotation der Erde und aus der Umlaufbahn der Erde zur Sonne. Innerhalb eines Jahres bewegt sich die Erde einmal um die Sonne. Die Jahreszeiten entstehen durch die Neigung der Erdachse: Diese beeinflusst nicht nur die Länge von Tag und Nacht, sondern auch die Temperatur zu den unterschiedlichen Jahreszeiten (B3). Trifft das Sonnenlicht flach auf die Erde, verteilt sich dieselbe Menge an Sonnenenergie auf eine größere Fläche. Der Bereich erwärmt sich dadurch nicht so stark, wie wenn das Licht senkrecht auf die Erde trifft (B4). Je näher man dem Äquator kommt, desto geringer ist der Unterschied zwischen den Jahreszeiten. Direkt am Äquator trifft das Licht das ganze Jahr über annähernd senkrecht auf die Erdoberfläche. Warum wärmt dich die Sonne zu Mittag stärker als am Vormittag? Energie aus Sonnenlicht In Photovoltaik-Anlagen auf Hausdächern wird die Energie des Sonnenlichts in elektrische Energie umgewandelt. Wie groß die Umwandlung ist, hängt vom Winkel ab, in dem das Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft. Dieser ändert sich je nach Tages- und Jahreszeit. Die Temperatur und das Klima an einem bestimmten Ort hängen vom Sonnenstand ab. Die Jahreszeiten entstehen durch die Neigung der Erdachse. Sie bewirkt, dass sich die Erdoberfläche unterschiedlich stark erwärmt. ï Wie kannst du mit Hilfe der Stehlampe und dem Globus die Jahreszeiten Sommer und Winter in Europa erklären? Plane einen Versuchsaufbau und verfasse ein Versuchsprotokoll (siehe Seiten 17 und 25). Tipp: Die Erdachse muss während des Versuchs immer in dieselbe Richtung geneigt sein. V2 Sommer und Winter auf dem Globus Materialien Stehlampe Globus Verbinde die Solarzelle mit deinem Messgerät. Halte die Taschenlampe immer im selben Abstand über die Solarzelle. Verändere den Einfallswinkel des Lichts der Taschenlampe und notiere in einer Tabelle die gemessene elektrische Spannung. Die elektrische Spannung wird in Volt gemessen. Mehr dazu erfährst du im nächsten Schuljahr. Welchen Zusammenhang kannst du beobachten? V3 Solarzelle Materialien Solarzelle Taschenlampe Voltmeter Sonne 23.09. 21.03. Umlauf der Erde um die Sonne 21.12. 21.06. N N N N S S S S B3 Umlauf der Erde um die Sonne. Die Abbildung ist nicht maßstabsgetreu! Steile Einstrahlung Flache Einstrahlung B4 Winter auf der Nordhalbkugel: Durch das flache Auftreffen des Sonnenlichts erwärmt sich die Erdoberfläche weniger stark als auf der Südhalbkugel. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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