5 Astronomie-Projekte die man mit der Sonne machen kann (Teil 4: Eine Sonnenuhr basteln)

In meiner kleinen Artikelserie über 5 Projekte die man mit der Sonne machen kann, kommen wir heute zur Zeitmessung. Während sich die 3 ersten Teile vornehmlich mit der Beobachtung und der Fotografie der Sonne beschäftigt haben, können wir hier nun wieder mal etwas basteln.

In diesem 4. Teil möchte ich mit Euch zusammen eine Sonnenuhr basteln. Ich zeige Euch was man dazu braucht und warum eine Sonnenuhr so funktioniert, wie Sie funktioniert. Danach hat Ihr das Wissen und das Handwerkszeug um Euch eine beliebig große Sonnenuhr zu basteln.

Auch wenn wir dieses mal nicht mit irgendwelchen Gerätschaften in die Sonne schauen, möchte ich auf diesen Hinweis nicht verzichten. Es ist mir einfach wichtig zu erklären warum man mit einem Teleskop nicht in die Sonne schauen sollte.


!!!ACHTUNG!!!

Auch ich muss nochmal und mit Nachdruck darauf Hinweisen, dass man niemals, und ich sage NIEMALS, auch nicht manchmal oder einmal, sondern niemals mit dem Teleskop ohne Sonnenfilter in die Sonne schaut. Auch nicht mit dem Fernglas. Es können massive Augenschäden entstehen und bis zur völligen Erblindung führen. Also NIEMALS mit dem Teleskop in die Sonne schauen ohne ausreichender Vorbereitung und entsprechenden Filtern. Ihr wollt doch schließlich das Hobby der visuellen Astronomie betreiben oder nicht?


Bevor wir ans das Handwerk gehen, sollten wir klären wie eine Sonnenuhr funktioniert.

Wie funktioniert eine Sonnenuhr?

Sonnenuhren gibt es schon seit 1000 Jahren vor Christus. Also mittlerweile seit über 3.000 Jahren. Wissenschaftler vermuten das die Alten Ägypter die ersten Sonnenuhren bauten. Natürlich ist das nicht unbedingt belegbar, da es ja auch Zivilisationen vor den Ägyptern gab, aber die Wissenschaftler haben halt Sonnenuhren bei den Pharaonen gefunden.

Zwischen der Funktionsweise damals und heute hat sich nichts geändert. Wenn wir also unsere Sonnenuhr bauen, dann bauen wir ein Gerät nach, welches schon vor 3.000 Jahren auf der Erde gebaut wurde.

Eine Sonnenuhr funktioniert sehr einfach. Man benötigt nur eine Sonne, und irgendwas was einen Schatten wirft. Eine Sonnenuhr zeigt nämlich den Stand der Sonne am Himmel an. Damit man einen schönen Schatten bekommt nimmt man oft einen geraden Stab. Aber auch geschlitzte Platten wurden als Schattenwerfer genommen. Dabei erhält man durch den Schlitz keinen Schatten sondern das Licht.

Damit man auch die Zeit ablesen kann, benötigt man nun noch ein Ziffernblatt auf dem die einzelnen Stunden markiert sind. Der Schatten läuft dann über dieses Ziffernblatt und immer wenn man die Zeit ablesen will, kann man auf die Sonnenuhr schauen.

Genau bei den Ziffernblätter unterscheiden sich auch die Sonnenuhren. Am gebräuchlichsten sind die drei folgenden Ziffernblätter:

1. Zylindrisches Ziffernblatt

Bei einem zylindrischen Ziffernblatt ist das Ziffernblatt, wie der Name schon sagt, zylindrisch. Hierbei sind die Stunden und Ziffern im inneren eingeprägt und der Stab ragt über den Zylinder hinweg.

Diese Art der Sonnenuhr ist leichter herzustellen, wie das nächste.

2. Kugelförmige Ziffernblatt

Bei dieser Kugelform des Ziffernblattes stellt das Ziffernblatt die Gegenform zur Himmelkugel dar. Schon in der Antike gab es kugelförmige Sonnenuhren . Diese wurden meisten als Skaphe (Wikipedia) bezeichnet.

Hierbei wird ein Stab als Schattenspender verwendet und der oberste Punkt des Stabes, der Nodus, zeigte dann die aktuelle Zeit an.

3. Ebenes Ziffernblatt

Diese Art der Sonnenuhr ist am gebräuchlichsten und am meisten verbreitet. Das liegt daran, dass das ebene Ziffernblatt auch am einfachsten herzustellen ist.

Das ebene Ziffernblatt kann hier bei horizontal oder vertikal angebracht sein. Vertikal findet man es an Häuserwänden oder an Schildern. Horizontal meist auf dem Boden oder auf einem Sockel.

Die vertikalen Ziffernblätter haben den Nachteil, dass die Morgen- und Abendstunden nicht immer gut dargestellt werden können, da die Sonne dann sehr tief steht. Bei den horizontalen Sonnenuhren ist dies nicht der Fall und man kann meist den gesamten Tag die Zeit ablesen.

Damit habe ich Euch die meisten Sonnenuhren beschrieben die es so gibt. Natürlich gibt es bei den Sonnenuhren noch diverse spezielle Formen, aber das Prinzip ist eigentlich klar oder?

Nun muss man noch ein wenig was zum Stab sagen.

Lineare Schatten oder Schattenpunkt

Nehmen wir nur einen Stab zum Zeit anzeigen, dann haben wir eine Linie auf unserer Sonnenskala. Mit dieser Linie können wir die Ortszeit anzeigen und damit sagen wie spät es gerade nach der Sonne ist.

Wir können aber mit einer Sonnenuhr noch ein wenig mehr machen. Im letzten Teil haben wir das Analemma vorgestellt und im Teil davor die Bahn der Sonne über den Himmel.

In beiden Projekten lernt man kennen, dass die Sonne ja nicht immer gleich über den Himmel zieht. Nimmt man nun den Stab einer Sonnenuhr nicht nur um eine Schattenlinie auf die Zeitskala zu verwerfen, dann kann man mehr ablesen als nur die Zeit. Die Jahreszeiten lassen sich dann auch bestimmen.

Dazu verwendet man einfach die Spitze des Stabes. Man macht den Stab also so kurz, dass nicht nur der Schatten selbst auf das Ziffernblatt fällt, sondern das Ende des Stabes auch.

Diesen Endpunkt des Stabes, der häufig verdickt ist, nennt man Nodus. Der Nodus wandert dann im Laufe des Jahres über die Scheibe und zieht immer wieder eine andere Bahn.

Damit wäre die Sonnenuhr ja nun von der Funktionsweise klar oder gibt es hierzu noch fragen? Diese beantworte ich gern.

Wir basteln eine Sonnenuhr

Nun kommen wir zur Sonnenuhr. Wir werden es uns einfach machen. Den es geht ja darum das Prinzip zu zeigen und außerdem möchte ich, dass auch Kinder sich eine Sonnenuhr basteln.

Unten habe ich noch einmal zwei Videos eingebunden, um auch visuell zu zeigen wie man sich eine Sonnenuhr bastelt. Manchmal sind schriftliche Beschreibungen nicht ganz eindeutig oder man versteht diese nicht ganz. Daher bieten sich immer Videos an.

Trotzdem möchte ich mit Euch zusammen eine Sonnenuhr basteln. Wir benötigen dazu nur die folgenden Utensilien:

  • einen Blumentopf
    Die Größe spielt zwar keine Rollen, aber es muss kein 150 Liter-Blumentopf sein
  • ein wenig Erde oder Steinchen
    Damit soll der Topf gefüllt werden. Daher sollte soviel da sein, dass der Topf zu 3/4 gefüllt werden kann
  • einen Stab
    Dieser kann aus Holz oder Metall sein.
  • einen wasserfesten Stift
    Diesen brauchen wir um die Sonnenuhr zu beschriften.

IMG_0620Die Sonnenuhr ist nun sehr schnell zusammen gebaut.

Der Blumentopf wird mit dem Sand oder den Steinen gefüllt und der Stab wird in die Mitte fest eingesteckt. Nun suchen wir uns noch einen Ort der nach Möglichkeit viel Himmel in die Richtungen Osten-Süden-Westen bietet.

Dort wandert die Sonne entlang und diese brauchen wir ja nun für eine Sonnenuhr.

Hab wir einen Platz gefunden und stellen den Blumentopf dort nun auf, dann sollte diese nicht mehr gedreht werden. Sollte an dem Tag die Sonne scheinen, dann sieht man schon etwas.

Der Stab wirft einen Schatten und da der Schatten auch den Rand trifft, kann man nun schon sehen wo wir unsere eigene Zeitskala anbringen.

Jetzt gilt es natürlich die Skala anzuzeichnen.

Immer zur vollen Stunden oder auch zur halben Stunden gehst Du zu Deiner Sonnenuhr und machst einen Strich dort wo der Schatten den Rand des Blumentopfes streift.

Wenn Du am Tag zu spät mit der Sonnenuhr angefangen hast, dann kannst Du auch am nächsten Tag weiter machen. Wenn Du das schaffst von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang, dann hast Du nun Deine Sonnenuhr fertig.

IMG_0619Jetzt kannst Du die Sonnenuhr benutzen. Achte darauf das der Topf nicht bewegt oder gedreht wird. Sonst stimmt Deine Sonnenuhr nicht mehr. Sollte das mal passieren, dreh Deine Sonnenuhr bei der nächsten vollen Stunden einfach so, dass der Schatten wieder auf die Zeit fällt.

Damit habt Ihr Eure Sonnenuhr fertig gebastelt und auch noch etwas über den Lauf der Sonne gelernt.

Das war schon der einfach Bau einer Sonnenuhr. Mehr ist nicht zu beachten.

Hilfreiche Videos

Auf dem YouTube-Kanal von HilfreichTV findet man eine einfach Sonnenuhr aus Pape und einem kleinen Holzstab. Das ist sehr gut geeignet um eine einfache Sonnenuhr mit seinen Kindern zu basteln.

Wer es nun etwas komplizierter machen möchte, der kann sich an diesem Video orientieren. Es zieht sich zwar etwas in die länge, aber hier werden einige Sonnenuhren aus Stein gebastelt.

Das war es erst einmal mit der Sonnenuhr. Damit habt Ihr ein schnelles und schönes Projekt. Das lässt sich in einem Tag bewerkstelligen und die Skala ist dann auch zum Teil an der Sonnenuhr dran.

Ausblick

Im nächsten und letzten Teil der Serie geht es dann um das Sonnenlicht selbst. Wir werden es Spalten und uns anschauen wie Licht in seinen Bestandteilen aussieht.

Dabei geht es natürlich wieder um Sonnenlicht. Danach werde ich aus den 5 Teilen noch ein eBook erstellen und Euch zur Verfügung stellen.

Zum den anderen Teilen im Projekt:

Empfehlungen

Wer sich natürlich keine Sonnenuhr basteln will oder etwas ganz Spezielles sucht, der kann sich auch eine Sonnenuhr kaufen.

So gibt es diverse Sonnenuhren zu kaufen. Diese sind oft für den Garten gedacht und nicht wirklich teuer.

Eine Sonnenuhr mit vielen Empfehlungen habe ich hier einmal herausgesucht.

Solch eine Sonnenuhr kostet zwischen 20-40 € und kann in jedem Garten aufgestellt werden. Hierbei sollte natürlich auch viel Himmel zu sehen sein. Ohne Sonne macht diese Sonnenuhr halt keinen Sinn.

Sonnenuhr mit Standfuß bei Amazon* für 35,84 € (Stand 23.04.2014)

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