Totale Sonnenfinsternis

Totale Sonnenfinsternis Übung

• Finde die Sonnenfinsternis-Konstellation.

  Tipps

  Bei einer Sonnenfinsternis bilden Sonne, Erde und Mond eine Reihe.

  Bei einer Mondfinsternis befindet sich der Mond direkt hinter der Erde.

  Lösung

  Bei einer Sonnenfinsternis befindet sich der Mond direkt zwischen der Erde und der Sonne, sodass sein Schatten auf die Erde fällt. Da der Mond recht klein im Vergleich zur Erde ist, beschattet er nur einen kleinen Teil unseres Planeten. Nur dort ist die totale Sonnenfinsternis zu sehen.

• Nenne die richtige Mondphase.

  Tipps

  Bei Neumond sehen wir auf der Erde nur die schattige Seite des Mondes.

  Bei Vollmond steht der Mond hinter der Erde, sodass wir die helle Seite sehen können, die das Sonnenlicht reflektiert.

  Lösung

  Damit sich der Mond bei einer Sonnenfinsternis zwischen Sonne und Erde schieben kann, muss er sich in seinem Zyklus in der Neumondphase befinden. Bei Neumond befindet sich der Mond zwischen der Sonne und der Erde, sodass wir nur die schattige Seite des Mondes sehen, auf die kein Sonnenlicht trifft.

  Es kommt nicht bei jedem Neumond zu einer Sonnenfinsternis, weil die Drehachse des Mondes um die Erde etwas geneigt zur Drehachse der Erde um die Sonne verläuft. Deshalb wandert der Mond nicht jedes Mal genau zwischen der Erde und der Sonne hindurch, sondern meistens oberhalb oder unterhalb von diesem Punkt. Nur etwa 2-5 Mal im Jahr kommt es irgendwo auf der Erde zu einer Sonnenfinsternis.

• Unterscheide Mondfinsternis und Sonnenfinsternis.

  Tipps

  Bei einer Mondfinsternis trifft der Erdschatten den Mond.

  Bei Neumond sehen wir nur die schattige, der Sonne abgewandte Seite des Mondes.

  Lösung

  Sonnenfinsternisse, Mondfinsternisse und auch die verschiedenen Mondphasen entstehen alle durch das Zusammenspiel der jeweiligen Positionen von Sonne, Erde und Mond. Je nachdem, welche Konstellation die Himmelskörper haben, können wir ein anderes Schauspiel am Himmel beobachten.

  Eine Sonnenfinsternis tritt auf, wenn Sonne, Erde und Mond zumindest nahezu in einer Reihe stehen und sich der Mond auf seiner Bahn direkt zwischen Sonne und Erde befindet. Der Mondschatten fällt dann auf die Erde und erzeugt dann eine Sonnenfinsternis.

  Da die Drehachse des Mondes um die Erde leicht gekippt zur Drehachse der Erde um die Sonne verläuft, wandert der Mond meist etwas oberhalb oder unterhalb dieses Punktes zwischen Sonne und Erde hindurch, sodass sein Schatten die Erde verfehlt. Auf der Erde ist in dieser Phase die schattige Rückseite des Mondes als Neumond zu sehen.

  Bei der Mondfinsternis befindet sich der Mond von der Sonne aus gesehen auf seiner Bahn direkt hinter der Erde und bewegt sich dabei durch den Erdschatten. So entsteht eine Mondfinsternis. Anders als die Sonnenfinsternis ist die Mondfinsternis von der gesamten Nachtseite der Erde aus zu sehen.

  Eine Mondfinsternis kann nur bei Vollmond stattfinden. Diesen sehen wir, wenn sich der Mond zwar hinter der Erde, aber nicht im Erdschatten befindet.

• Erkläre die Sonnenfinsternisarten.

  Tipps

  Das Wort Korona bedeutet Krone und benennt den äußersten Teil der Sonnenatmosphäre.

  Lösung

  Eine Sonnenfinsternis sieht auf der Erde anders aus, je nachdem, wo man sich befindet und wie weit der Mond gerade von der Erde entfernt ist.

  Eine totale Sonnenfinsternis sieht man, wenn man sich bei der Sonnenfinsternis im Kernschatten der Sonne befindet. Von dort aus gesehen wird die Sonne vollständig vom Mond verdeckt. Lediglich die Korona, die äußerste Atmosphärenschicht der Sonne, ist dann sichtbar. Die Korona ist sogar nur bei einer Sonnenfinsternis sichtbar, weil der Sonnenball sie normalerweise überstrahlt. Da das beschattete Gebiet sehr klein ist, können einige hundert Jahre vergehen, bevor man am gleichen Ort wieder eine totale Sonnenfinsternis erlebt.

  Die partielle Sonnenfinsternis sieht man, wenn man sich im Halbschatten des Mondes befindet. Von der Erde aus gesehen wird dabei nur ein Teil der Sonnenscheibe vom Mond verdeckt. Je nachdem, wie stark die Sonne verdeckt wird, kann es auch bei einer partiellen Sonnenfinsternis sehr dunkel werden.

  Eine ringförmige Sonnenfinsternis tritt statt einer totalen Sonnenfinsternis auf, wenn sich der Mond gerade etwas weiter entfernt von der Erde befindet. Dies kommt relativ häufig vor, weil die Entfernung zwischen Erde und Mond stark variiert. Wegen der größeren Entfernung des Mondes wirkt der Mond am Himmel dabei kleiner und ist deshalb nicht mehr groß genug, um die Sonne komplett abzudecken. So bleibt ein feiner Sonnenring um den Mond herum sichtbar.

• Nenne, wann eine Sonnenfinsternis stattfindet.

  Tipps

  Bei Vollmond sehen wir die helle Seite des Mondes, die das Licht der Sonne reflektiert.

  Damit eine Sonnenfinsternis zweimal am gleichen Ort stattfindet, müssen Sonne, Erde und Mond wieder die gleiche Konstellation einnehmen. Das passiert sehr selten.

  Lösung

  Eine Sonnenfinsternis kann nur bei Neumond auftreten, wenn sich der Mond gerade auf seiner Bahn zwischen Sonne und Erde befindet. Allerdings kommt es nicht bei jedem Neumond zu einer Sonnenfinsternis. Weil die Drehachse des Mondes um die Erde leicht gekippt zur Drehachse der Erde um die Sonne verläuft, wandert der Mond nicht bei jedem Neumond zwischen der Erde und der Sonne hindurch, sondern meist etwas über oder unter diesem Punkt. Etwa zwei- bis fünfmal im Jahr kommt es jedoch irgendwo auf der Erde zu einer Sonnenfinsternis. Allerdings dauert es sehr lange bis Erde, Mond und Sonne wieder die gleiche Konstellation bilden. 375 Jahre dauert es im Schnitt, bis eine zweite Sonnenfinsternis den gleichen Ort auf der Erde beschattet.

• Bestimme die Dauer einer Sonnenfinsternis.

  Tipps

  Berechne zuerst, wie schnell sich der Mond um die Erde dreht (Winkelgrad pro Minute).

  Lösung

  Der Mond dreht sich innerhalb von 28 Tagen einmal um die Erde. Diese Zeit entspricht
  $28\text{Tage}\cdot 24\frac{\text{h}}{\text{d}}\cdot60\frac{\text{min}}{\text{h}}=40320 \text{ min}$.
  Die Winkelgeschwindigkeit $\omega$, mit der sich der Mond um die Erde dreht, beträgt also $\omega=\frac{360°}{40320 \text{ min}}=0,0089\frac{°}{\text{min}}$.

  Damit der Mond sich einmal komplett über die Sonne schiebt, muss sein Mittelpunkt einen Winkel von 1° überstreichen. Dafür benötigt der Mond die Zeit $T=\frac{\alpha}{\omega}=\frac{1°}{0,0089\frac{°}{\text{min}}}=112\text{ min}$.

  Um sich am Himmel komplett über die Sonne zu schieben, benötigt der Mond als fast zwei Stunden. Wenn du eine Sonnenfinsternis beobachtest, dauert es allerdings nur ein paar Minuten, bis sich der Mond aus deiner Sicht über die Sonne geschoben hat. Dies liegt daran, dass die Erde dich in dieser Zeit schnell aus dem Mondschatten herausdreht.