🌍 Schatten bei Sonne, Mond und Erde
Willkommen, Forscherin und Forscher!
Hier lernst du, warum es Tag und Nacht gibt, warum der Mond seine Gestalt ändert und wie Sonnen- und Mondfinsternisse entstehen. Du kannst am Bildschirm experimentieren, Merksätze für dein Heft abschreiben und am Ende ein Quiz machen.
So gehst du vor: Wähle oben dein Niveau (⭐ Basis oder ⭐⭐ Erweiterung). Arbeite die Seiten der Reihe nach durch. Schau dir die Lösungen erst an, wenn du es selbst versucht hast.
🧭 Welches Niveau passt zu dir?
⭐ Basis
Wähle Basis, wenn du …
- die wichtigsten Begriffe erst einmal sicher lernen möchtest,
- kurze Texte und Lückentexte hilfreich findest,
- Schritt für Schritt vorgehen willst.
⭐⭐ Erweiterung
Wähle Erweiterung, wenn du …
- neue Ideen schnell verstehst und genauer nachforschen willst,
- gerne erklärst, warum etwas so ist,
- kniffligere Aufgaben und mehr Fachbegriffe magst.
Tipp: Starte mit Basis. Wenn dir alles leichtfällt, wechsle zur Erweiterung. Du kannst das Niveau jederzeit oben ändern.
Deine Themen
☀️ Tag & Nacht
Wie dreht sich die Erde und warum wechseln Tag und Nacht? Mit Bonus: Polartag und Polarnacht.
🌙 Mondphasen
Warum sieht der Mond jeden Tag anders aus?
🌑 Sonnenfinsternis
Wann verdeckt der Mond die Sonne?
🌕 Mondfinsternis
Wann liegt der Mond im Erdschatten?
🏆 Abschlussquiz
Teste, was du gelernt hast.
✅ Deine Arbeitsaufträge
Hake ab, was du erledigt hast.
Das solltest du wissen
Die Sonne leuchtet immer – aber nur die Hälfte der Erde wird gleichzeitig beleuchtet. Dort ist Tag. Auf der anderen Seite ist Nacht. Die Erde dreht sich einmal in 24 Stunden um sich selbst (um ihre Erdachse). Deshalb wechseln Tag und Nacht. Die Grenze zwischen Tag und Nacht heißt Terminator. Die Sonne scheint nur zu wandern – in Wirklichkeit dreht sich die Erde.
Die Erde rotiert in rund 24 Stunden (genauer: 23 h 56 min für eine Drehung gegenüber den Sternen) von West nach Ost um ihre Achse. Von der Sonne beleuchtet ist immer eine Halbkugel; die Grenze zwischen Tag- und Nachtseite heißt Terminator. Weil die Drehung nach Osten verläuft, geht die Sonne im Osten auf und im Westen unter. Orte weiter östlich erleben den Sonnenaufgang früher – deshalb gibt es Zeitzonen.
🔬 Experiment am Bildschirm
Blick von oben auf den Nordpol. Der Punkt ist dein Wohnort. Stelle die Uhrzeit ein.
Tipp: Stelle 6 Uhr und 18 Uhr ein. Wo liegt dein Punkt in Bezug auf die Tag-Nacht-Grenze? In welche Richtung bewegt er sich?
📝 Merksatz zum Abschreiben
Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um ihre Achse. Die Seite, die der Sonne zugewandt ist, hat Tag. Die andere Seite hat Nacht. Die Grenze dazwischen heißt Terminator.
Die Erde dreht sich in 24 Stunden von West nach Ost um ihre Achse. Dadurch wird jeder Ort abwechselnd beleuchtet (Tag) und beschattet (Nacht). Die Sonne geht im Osten auf und im Westen unter. Die Grenze zwischen Tag- und Nachtseite heißt Terminator.
✏️ Aufgabe: Lückentext
Die Erde dreht sich um ihre . Eine Drehung dauert . Die der Sonne zugewandte Seite hat . Die Sonne geht im auf. Die Grenze zwischen Tag und Nacht heißt .
✏️ Aufgaben
1. Erkläre mit eigenen Worten, warum ein Astronaut im Weltall die Sonne nie „untergehen“ sieht, wir aber schon.
Lösung
Die Sonne scheint dauerhaft. Wir sitzen auf der rotierenden Erde und drehen uns abwechselnd ins Licht und aus dem Licht heraus. Ein Astronaut in fester Position sieht keinen Wechsel.2. In Bonn ist es 12 Uhr mittags. Ist es in Tokio (östlich) später oder früher am Tag? Begründe.
Lösung
Später. Die Erde dreht sich nach Osten, daher erreicht Tokio die Sonnenseite schon früher. Dort ist die Uhrzeit weiter fortgeschritten.⭐ Bonus: Polartag und Polarnacht
Die Erdachse steht schief und zeigt immer in dieselbe Richtung, während die Erde in einem Jahr um die Sonne wandert. Dadurch zeigt der Nordpol im Sommer zur Sonne. Rund um den Nordpol geht die Sonne dann Wochen oder Monate lang nicht unter. Das ist der Polartag. Im Winter zeigt der Nordpol von der Sonne weg. Dann bleibt es dort lange dunkel. Das ist die Polarnacht. Am Südpol ist es genau umgekehrt.
Die Erdachse ist um etwa 23,4° geneigt und behält beim Umlauf um die Sonne ihre Richtung. Dadurch trifft der Terminator im Lauf des Jahres die Pole unterschiedlich. Gebiete jenseits der Polarkreise (66,6° N und S) erleben Polartag (Mitternachtssonne) oder Polarnacht. Am Pol selbst dauert beides etwa ein halbes Jahr. Am Polarkreis gibt es das nur um die Sonnenwende, also etwa um den 21. Juni bzw. 21. Dezember, jeweils etwa einen Tag lang.
🔍 Nahaufnahme der Erde
Weiß: Polkappen (jenseits der Polarkreise). Dunkel: Nachtseite.
Beobachte: Die Erdachse zeigt immer in dieselbe Richtung, nur die Stellung der Erde zur Sonne ändert sich. Stelle den 21. Juni und den 21. Dezember ein. Was passiert mit den weißen Polkappen? Schau dir die Nahaufnahme an.
✏️ Bonus-Aufgabe
Beim Polartag geht die Sonne . Am Nordpol ist im Dezember . Wenn am Nordpol Polartag ist, ist am Südpol .
✏️ Bonus-Aufgaben
1. Stelle den 21. Juni ein. Wo liegt die Grenze des Polartags auf der Nordhalbkugel?
Lösung
Beim nördlichen Polarkreis bei etwa 66,6° N. Alles nördlich davon liegt ganztägig im Licht.2. Warum gibt es am Äquator weder Polartag noch Polarnacht?
Lösung
Der Äquator wird immer etwa zur Hälfte beleuchtet. Dort ist der Tag das ganze Jahr über etwa 12 Stunden lang.Das solltest du wissen
Der Mond leuchtet nicht selbst. Er wird von der Sonne angestrahlt, immer eine Hälfte. Der Mond wandert in etwa einem Monat einmal um die Erde. Dabei sehen wir von der Erde aus mal mehr, mal weniger von der beleuchteten Seite. Das sind die Mondphasen: Neumond, zunehmender Mond, Vollmond, abnehmender Mond. Bei uns wächst der Mond von rechts.
Der Mond braucht 29,5 Tage von Neumond bis Neumond (synodischer Monat). Für einen Umlauf gegenüber den Sternen sind es nur 27,3 Tage (siderischer Monat), weil die Erde sich in der Zeit auf ihrer Bahn weiterbewegt. Der Mond zeigt uns immer dieselbe Seite (gebundene Rotation: Rotationsdauer = Umlaufdauer). Seine Bahn ist um etwa 5° gegen die Erdbahn geneigt. Deshalb gibt es nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis und nicht bei jedem Vollmond eine Mondfinsternis.
🔬 Experiment am Bildschirm
Links: Blick von oben auf Sonne, Erde und Mond. Rechts: So siehst du den Mond am Himmel (Nordhalbkugel).
Die Mondphasen im Überblick
🧠 Eselsbrücke: zunehmend oder abnehmend?
Schau auf die Form des hellen Teils. Er sieht aus wie eine Klammer:
Klammer zu → zunehmender Mond
Klammer auf → abnehmender Mond
Das gilt für die Nordhalbkugel. Auf der Südhalbkugel ist es umgekehrt.
📝 Merksatz zum Abschreiben
Der Mond leuchtet nicht selbst. Die Sonne beleuchtet immer eine Hälfte von ihm. Weil der Mond in etwa 4 Wochen um die Erde läuft, sehen wir mal mehr und mal weniger davon: die Mondphasen. Eselsbrücke: Sieht der helle Teil aus wie eine Klammer zu „)“, nimmt der Mond zu. Sieht er aus wie eine Klammer auf „(“, nimmt er ab.
Der Mond wird von der Sonne beleuchtet, immer eine Hälfte. Je nach Stellung zu Erde und Sonne sehen wir einen anderen Teil der beleuchteten Seite (Mondphasen). Ein Zyklus von Neumond bis Neumond dauert 29,5 Tage. Auf der Nordhalbkugel nimmt der Mond von rechts zu. Eselsbrücke: „)“ = Klammer zu = zunehmend, „(“ = Klammer auf = abnehmend.
✏️ Aufgabe: Lückentext
Der Mond wird von der beleuchtet. Bei Neumond steht der Mond zwischen Erde und . Bei sehen wir die ganze beleuchtete Seite. Ein Mondmonat dauert etwa .
✏️ Aufgaben
1. Warum sehen wir bei Neumond keinen Mond, obwohl er zur Hälfte beleuchtet ist?
Lösung
Die beleuchtete Hälfte zeigt von der Erde weg. Uns erreicht nur die dunkle Seite.2. Stelle Tag 7,4 ein. Welche Phase siehst du? In welchem Winkel steht der Mond dann zur Linie Erde–Sonne?
Lösung
Erstes Viertel (Halbmond, rechte Hälfte hell). Der Winkel beträgt 90°.Das solltest du wissen
Bei einer Sonnenfinsternis steht der Mond genau zwischen Sonne und Erde (bei Neumond). Der Mond verdeckt dann die Sonne. Sein Schatten fällt auf die Erde. Dort wird es mitten am Tag dunkel. Das dauert nur wenige Minuten.
Der Mondschatten besteht aus dem Kernschatten und dem Halbschatten. Im schmalen Kernschatten (höchstens etwa 270 km breit) sieht man eine totale Sonnenfinsternis, im Halbschatten nur eine partielle. Der Mond ist etwa 400-mal kleiner als die Sonne, aber auch etwa 400-mal näher. Deshalb erscheinen beide fast gleich groß. Weil die Mondbahn etwa 5° geneigt ist, trifft der Schatten die Erde nicht bei jedem Neumond.
⚠️ Achtung: Schaue nie ohne spezielle Finsternisbrille in die Sonne. Das kann die Augen dauerhaft schädigen!
🔬 Experiment am Bildschirm
Blick von oben (nicht maßstabsgetreu). Die Sonne steht links, ihr Licht kommt von links. Lass den Mond um die Erde laufen und beobachte, wann sein Schatten die Erde trifft.
Tipp: Stelle Tag 0 (Neumond) ein. Beobachte, wie der Schatten des Mondes auf die Erde fällt.
Achtung: Hier liegt die Mondbahn vereinfacht flach. In Wirklichkeit ist sie um etwa 5° geneigt. Deshalb gibt es nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis.
👁️ So sieht es von der Erde aus (Sonne nur mit Finsternisbrille!)
📝 Merksatz zum Abschreiben
Sonnenfinsternis: Bei Neumond steht der Mond zwischen Sonne und Erde. Der Mondschatten fällt auf die Erde und die Sonne wird verdeckt.
Sonnenfinsternis: Bei Neumond kann der Mond genau zwischen Sonne und Erde stehen. Im Kernschatten sieht man eine totale, im Halbschatten eine partielle Sonnenfinsternis. Sie ist nur bei Neumond und nur an wenigen Orten zu sehen.
✏️ Aufgabe: Lückentext
Eine Sonnenfinsternis gibt es nur bei . Der Mond steht dann zwischen . Man darf nur mit einer in die Sonne schauen.
✏️ Aufgaben
1. Warum gibt es nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis?
Lösung
Die Mondbahn ist etwa 5° gegen die Erdbahn geneigt. Der Mondschatten fliegt meist über oder unter der Erde vorbei.2. Warum sehen nur wenige Menschen eine totale Sonnenfinsternis?
Lösung
Der Kernschatten ist nur ein schmaler Streifen auf der Erdoberfläche (höchstens etwa 270 km breit).Das solltest du wissen
Bei einer Mondfinsternis steht die Erde zwischen Sonne und Mond (bei Vollmond). Der Schatten der Erde fällt auf den Mond. Der Mond wird dunkel und oft rötlich. Man kann sie überall sehen, wo der Mond am Himmel steht, und sie dauert mehrere Stunden. Man darf sie ohne Schutz anschauen.
Im Kernschatten der Erde sieht man eine totale oder partielle Mondfinsternis, im Halbschatten nur ein leichtes Abdunkeln. Die Totalität dauert bis etwa 1 h 47 min. Der Mond bleibt rötlich sichtbar, weil die Erdatmosphäre rotes Licht in den Schatten umlenkt („Blutmond“). Auch hier gilt: Wegen der 5° geneigten Mondbahn gibt es nicht bei jedem Vollmond eine Finsternis.
🔬 Experiment am Bildschirm
Blick von oben (nicht maßstabsgetreu). Die Sonne steht links, ihr Licht kommt von links. Lass den Mond um die Erde laufen und beobachte, wann er in den Schatten der Erde gerät.
Tipp: Stelle Tag 14,8 (Vollmond) ein. Beobachte, wie der Schatten der Erde auf den Mond fällt.
Achtung: Hier liegt die Mondbahn vereinfacht flach. In Wirklichkeit ist sie um etwa 5° geneigt. Deshalb gibt es nicht bei jedem Vollmond eine Mondfinsternis.
👁️ So sieht es von der Erde aus
📝 Merksatz zum Abschreiben
Mondfinsternis: Bei Vollmond steht die Erde zwischen Sonne und Mond. Der Schatten der Erde fällt auf den Mond und er wird dunkel.
Mondfinsternis: Bei Vollmond kann der Mond in den Kernschatten der Erde geraten. Er wird dunkel und durch Streulicht der Erdatmosphäre rötlich. Man sieht sie überall, wo der Mond über dem Horizont steht.
✏️ Aufgabe: Lückentext
Eine Mondfinsternis gibt es nur bei . Der fällt auf den Mond. Der Mond sieht dann oft aus.
✏️ Aufgaben
1. Vergleiche Sonnen- und Mondfinsternis: Wann tritt sie auf, wie lange dauert sie, wer kann sie sehen?
Lösung
Sonnenfinsternis: Neumond, nur Minuten, nur an wenigen Orten. Mondfinsternis: Vollmond, Stunden, überall wo der Mond am Himmel steht.2. Warum ist der Mond bei einer totalen Mondfinsternis nicht schwarz?