Tag und Nacht und die Mondphasen

NaturwissenschaftenErde und WeltraumAlter 11–12

Mit meiner Klasse nutzen

Blick von oben auf den Nordpol: Die Sonne beleuchtet eine Hälfte der Erde, die Drehung der Erde erzeugt für den Beobachter (roter Punkt) Tag und Nacht, und der Mond umkreist die Erde, wobei seine beleuchtete Hälfte stets zur Sonne zeigt. Das rechte Feld zeigt die Gestalt des Mondes von der Erde aus — Neumond, Sichel, Halbmond, Dreiviertelmond, Vollmond — wie sie sich Tag für Tag ändert. Ziehen Sie den Mond entlang seiner Bahn, um eine Phase zu wählen, klicken Sie auf Start/Pause und ändern Sie die Geschwindigkeit. In der 3D-Ansicht können Sie die Szene Sonne–Erde–Mond drehen: Die Erde rotiert mit Tag und Nacht, der Mond wird von der Sonne beleuchtet, und ein Kästchen zeigt die Mondgestalt von der Erde aus gesehen.

Lektion: Scheinbare Bewegung der Sonne (Tag und Nacht); scheinbare Bewegung des Mondes (Mondphasen)

Was sie zeigt

Tag und Nacht entstehen, weil sich die Erde in 24 Stunden einmal um ihre Achse dreht und jeden Ort abwechselnd in die von der Sonne beleuchtete Hälfte hinein- und wieder hinausträgt. Die Mondphasen haben eine andere Ursache. Der Mond ist immer zur Hälfte von der Sonne beleuchtet, doch während er die Erde umläuft, etwa 29,5 Tage von Neumond zu Neumond, sehen wir einen wechselnden Teil dieser Hälfte. Bei Neumond steht der Mond zwischen Erde und Sonne, bei Vollmond auf der anderen Seite der Erde. Der Erdschatten verursacht die Phasen nicht.

So funktioniert es

Stellen Sie die Ansicht auf beide Darstellungen, klicken Sie auf Start und verfolgen Sie die Ortszeit des Beobachters, um die Erddrehung mit Tag und Nacht zu verknüpfen. Ziehen Sie dann den Mond auf seiner Bahn und lassen Sie die Lernenden jeder Position die von der Erde aus sichtbare Gestalt zuordnen und die Phasen der Reihe nach benennen. Wählen Sie eine Startphase wie Vollmond als Gesprächseinstieg und verringern Sie die Simulationsgeschwindigkeit, um einen ganzen Monat zu verfolgen. In der 3D-Ansicht lässt sich das System Sonne–Erde–Mond drehen.

Einstellbare Parameter

  • Simulationsgeschwindigkeit 0,1–5 Tage/s
  • Ansicht Draufsicht + Blick von der Erde, Nur Draufsicht (Nordpol), Nur Mondgestalt von der Erde aus
  • Startphase Neumond, Erstes Viertel, Vollmond, Letztes Viertel
  • Name der Phase und Tag anzeigen
  • Beobachter und Ortszeit anzeigen

Fragen zum Erkunden

  1. Wo steht der Mond bei Vollmond relativ zu Erde und Sonne, und wo bei Neumond?
  2. Wenn der Mond immer zur Hälfte beleuchtet ist, warum sehen wir im Lauf eines Monats verschiedene Gestalten?
  3. Wie viele Tage vergehen in der Simulation ungefähr zwischen zwei Vollmonden?