47 5 Im Reich der Schatten Sonnenschatten sind nicht nur schön anzusehen, sie sind auch sehr praktisch, um damit Wissenschaften zu betreiben. Die Erde dreht sich ja einmal am Tag um ihre eigene Achse. Von uns aus gesehen hat es den Anschein, als würde sich der Himmel drehen. Das sieht man beeindruckend in Langzeitaufnahmen vom Nachthimmel (B 5.19). Durch die Drehung der Erde bewegt sich auch die Sonne scheinbar am Himmel. Und wenn man einen Stab senkrecht in die Erde steckt, dann dreht sich der Schatten so wie der Zeiger einer Uhr im Uhrzeigersinn herum ( A 10 ). Das ist nichts anderes als eine einfache Sonnenuhr. Wenn du heute wissen willst, wie spät es ist, dann schaust du auf dein Smartphone. Aber vor einige tausend Jahren war diese Art der Zeitmessung revolutionär. Mit Schatten kann man aber auch beweisen, dass die Erde eine Kugel ist. Zur selben Zeit werfen nämlich Stäbe an unterschiedlichen Stellen der Erde unterschiedlich lange Schatten (B 5.20). Durch solche Schattenexperimente konnte der Grieche Eratosthenes etwa 250 v. Chr. nicht nur die Kugelgestalt der Erde beweisen, sondern auch ihren Umfang sehr exakt bestimmen. B 5.20 Zu Frühlingsbeginn wirft ein Stab am Äquator zu Mittag gar keinen Schatten. Je weiter man nach Norden kommt, desto länger werde die Schatten. B 5.19 Wenn man den Nachthimmel mehrere Stunden lang fotografiert, sieht man sehr schön die Kreisbahnen, die die Sterne beschreiben. B 5.16 Die Sonnenstrahlen kommen parallel. Daher sind Schatten im Sonnenlicht auch immer alle parallel. Na gut, aber wieso siehst du dann in B 4.26 (S. 40) und B 5.12 die Lichtstrahlen auseinanderlaufen? Auch die Schatten in B 5.6 und B 5.11 laufen auseinander? Wie passt das zusammen? Sonnenstrahlen sind parallel. Dass sie manchmal scheinbar auseinanderlaufen, ist eine Frage der Perspektive. Auch Schienen sind perfekt parallel, scheinen aber auseinanderzulaufen, wenn du sie schräg ansiehst (B 5.17). Welche Farbe haben Schatten im Schnee ( A 9 )? Sie sind zart blau (B 5.18). Warum? In den Schattenräumen wird das direkte Sonnenlicht abgeschirmt. Die Bereiche werden aber vom blauen Himmel beleuchtet. Schatten sind also an wolkenlosen Tagen immer blau, aber man sieht das nur auf einer neutralen, weißen Fläche gut. B 5.18 Schatten im Schnee sind überraschender Weise blau, wenn sie an einem schönen Tag vom blauen Himmel beleuchtet werden! B 5.17 Schienen laufen scheinbar auseinander, wenn du sie schräg ansiehst – ähnlich wie die Lichtstrahlen der Sonne. Kurz zusammengefasst Die Sonne ist ein ziemlich gute, aber nicht perfekte punktförmige Lichtquelle. Die Sonnenstrahlen kommen parallel auf die Erde. An wolkenlosen Tagen sind die Schatten blau. Man kann die Schatten für Sonnenuhren verwenden und mit ihnen die Kugelgestalt der Erde beweisen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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