Mondphasen - Experiment

Aus Ecole Science
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Cover[Bearbeiten]

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Aufgabenstellung[Bearbeiten]

Nutze das Erde-Mond-Modell mithilfe von parallelem Licht (Sonne) zum Darstellen des Phänomens Mondphasen. Mache von jedem Phänomen auch ein Foto.

Vorbetrachtungen[Bearbeiten]

Theoretische Grundlagen[Bearbeiten]

Der Mond ist der ständige Begleiter der Erde. Bisher waren nur 12 Menschen auf dem Mond, die über den glühend heißen Gesteinsboden der Tagseite stapften, der bis zu 130 Grad erreicht. Auf der Nachtseite hingegen ist es selbst am Äquator bis zu -160 Grad kalt.

Bei seinem Lauf um die Erde braucht der Mond 29,5 Tage und auch für eine Umdrehung um sich selbst (Rotation). Während er die Erde umkreist, wendet der Mond uns deshalb stets dieselbe Seite zu, weshalb wir die Rückseite von der Erde aus nie zu sehen bekommen. Die Mondatmosphäre ist sehr dünn und besteht vorwiegend aus Neon, Helium, Wasserstoff und Argon. Wegen der dünnen Gashülle trübt nichts die Sicht.

Schallwellen können in dieser Leere nicht übertragen werden, es gibt weder Winde noch Wolken, daher herrscht ewige Stille. Die Oberfläche des Mondes ist etwa so groß wie die von Afrika und Europa zusammen und seine Masse entspricht nur einem Prozent der Erdmasse. Ein globales Magnetfeld fehlt, weshalb die Anziehungskraft sechsmal geringer als die der Erde ist.

Dass der Mond von sich aus leuchtet ist ein weit verbreiteter Irrglaube. In Wirklichkeit reflektiert er das Sonnenlicht, welches auf seine Oberfläche trifft.

Versuchsaufbau/Schaltplan[Bearbeiten]

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Verwendete Geräte[Bearbeiten]

  • Erde-Mond-Modell
  • Leuchtbox
  • Boden mit Stiel für die Leuchtbox
  • Netzgerät
  • Optische Profilbank
  • 2 Reiter für die Optische Profilbank
  • Stromkabel für das Netzgerät
  • Kamera

Für Lehrkräfte[Bearbeiten]

Methodische Hinweise[Bearbeiten]

Bemerkungen[Bearbeiten]

Durchführung[Bearbeiten]

Beschreibung der Versuchsdurchführung[Bearbeiten]

  • Die Leuchtbox muss so in die Profilbank eingespannt sein, dass sie mit der Linsenseite von der optischen Bank wegweist.
  • Das Erde-Mond-Modell wird auf dem Reiter ungefähr 15 cm von der Leuchtbox entfernt auf der Profilbank befestigt.
  • Die Leuchtbox wird an das Netzgerät mit 12 V angeschlossen und eingeschaltet. Umgebungslicht sollte vermieden werden.
  • Das Mond-Modell wird an seiner Halterung in Schritten von etwa 45° im entgegengesetzten Uhrzeigersinn um das Erde-Modell gedreht.
  • Die Kamera muss so nah wie möglich am Erde-Modell platziert werden, um von dort das Mond-Modell in seinen Phasen zu fotografieren.

Beobachtung[Bearbeiten]

Steht der Mond genau hinter der Erde und ein wenig über ihr, so ist seine beschienene Seite komplett von der Erde aus zu sehen. Das ist der Vollmond.

Im nächsten 45° Schritt steht der Mond weiter seitlich der Erde und so sehen wir nur knapp Dreiviertel der uns zugewandten Fläche beschienen.

Im nächsten Schritt steht der Mond genau im rechten Winkel zur Erde. Dementsprechend sieht man von der Erde aus genau die Hälfte der beschienenen Fläche des Mondes.

Einen weiteren Schritt weiter und der Mond steht fast vor der Erde, von wo nur noch eine Sichel als Mond zu erkennen ist.

Im letzten Schritt steht der Mond zwischen Erde und Sonne, er wendet uns nur die unbeschienene Seite zu. Diese Phase heißt Neumond.

Anschließend folgt der aufgeführte Ablauf in umgekehrter Reihenfolge bis der Mond wieder als Vollmond von der Erde zu betrachten ist.

Und dann geht es wieder von vorne los.

Video[Bearbeiten]

Link: YouTube:Mondphasen - Experiment

Informationen zum Video
Experiment Nr.: 71
Veröffentlicht am: 30.12.2018
Dateiname: 71.mp4
Länge 1: 39 min
Maximale Dateigröße:
Videoqualität: SD, HD, 2k
Lizenz: CC0 1.0 Universell (CC0 1.0) Public Domain Dedication

Auswertung[Bearbeiten]

Erklärung[Bearbeiten]

Der Mond durchläuft jeden Monat seine Phasen vom Neumond über einen zunehmenden Sichelmond, den Halbmond und den zunehmenden Dreiviertelmond bis hin zum Vollmond und zurück.

Dieser Phasenwechsel entsteht, weil die Mondkugel immer nur zur Hälfte von der Sonne angestrahlt wird. Wir erkennen oft nur einen Ausschnitt dieser beleuchteten Halbkugel, das hängt mit unserem Winkel zur Sonne und Mond zusammen.

Steht der Mond genau zwischen Erde und Sonne, entsteht der Neumond, da er uns die unbeleuchtete Seite zuwendet und wir ihn dadurch nicht sehen können.

Steht er im rechten Winkel zur Sonne, sehen wir den Halbmond.

Der Vollmond entsteht, wenn er der Sonne genau gegenüber steht.

Fehlerbetrachtung[Bearbeiten]

  • Aufgrund von Umgebungslicht könnten Mondphasen verfälscht und ungenau fotografiert worden sein.
  • Neumond ist schwer zu fotografieren, da man gegen das Licht fotografiert.
  • Die fotografierten 8 Mondphasen sind nur Stichproben. Dazwischen wird der Mond natürlich auch beschienen und die von der Erde aus sichtbare Fläche entwickelt sich somit fließend von Vollmond zum Dreiviertelmond, vom Dreiviertelmond zum Halbmond, usw.
  • Der Lauf des Mondes ist nicht exakt nachstellbar, da die Rotation der Erde und die Translation der Erde um die Sonne (unterschiedliche Winkel, in denen das Sonnenlicht auf Erde und Mond trifft) vernachlässigt werden. = Das Experiment dient nur als Modell, um Mondphasen allgemein zu verdeutlichen.
  • Das Licht könnte nicht exakt parallel sein.