Über dieses Experiment
Jeden Monat ist Neumond. Warum gibt es also nicht jeden Monat eine Sonnenfinsternis? Die Antwort ist eine Neigung von etwas mehr als 5 Grad: Der Mond zieht gewöhnlich oberhalb oder unterhalb der Linie von der Erde zur Sonne vorbei. Spiele ein beliebiges Jahr zwischen 2000 und 2050 durch und beobachte, wie die Finsterniszeiten wiederkehren. Sieh, wo der Mondschatten auf die Erde fällt und wie tief der Mond in den Erdschatten eintaucht. Die Daten und Typen stimmen mit den tatsächlichen Finsternissen überein.
Lernziele
- Erkläre anhand der Positionen von Sonne, Erde und Mond, wie eine Sonnen- und eine Mondfinsternis entstehen.
- Erkläre, warum es nicht bei jedem Neumond und Vollmond zu einer Finsternis kommt.
- Beschreibe Finsterniszeiten und erkläre, warum sie alle sechs Monate auftreten.
- Unterscheide zwischen totalen, ringförmigen und partiellen Sonnenfinsternissen sowie totalen, partiellen und Halbschatten-Mondfinsternissen.
- Erkläre, warum ein vollständig verfinsterter Mond rot aussieht.
Anleitung
- 1Spiele das Jahr 2026 ab. Bei welcher Mondphase findet jede Sonnenfinsternis statt? Und jede Mondfinsternis?
- 2Sieh dir die Seitenansicht bei Neumonden ohne Finsternis an. Wo befindet sich der Mond im Vergleich zur Linie zur Sonne?
- 3Sieh dir die Draufsicht während einer Finsterniszeit an. In welche Richtung zeigt die Knotenlinie?
- 4Zähle die Finsternisse in mehreren Jahren. Wie viele findest du mindestens und höchstens?
- 5Vergleiche in der Nahaufnahme die ringförmige Finsternis vom 17. Februar 2026 mit der totalen Finsternis vom 12. August 2026. Was ist anders?
- 6Schalte die flache Umlaufbahn ein. Wie viele Finsternisse gäbe es jedes Jahr? Warum?
Das Modell
Annahmen
- Zeitpunkte und Typen basieren auf dem Algorithmus von Jean Meeus aus Astronomical Algorithms: mittlere Neu- und Vollmonde mit den größten periodischen Korrekturen. Die Zeitangaben sind auf wenige Minuten genau; sehr flache Halbschattenfinsternisse können übersehen oder fälschlich hinzugefügt werden.
- Gamma ist der Abstand der Schattenachse vom Erdmittelpunkt, gemessen in Erdradien. Die Nahaufnahme der Sonnenfinsternis zeigt den Schatten beim Maximum der Finsternis, nicht den gesamten Verlauf über die Erde.
- Die Ansichten von oben und von der Seite verwenden die mittleren Bewegungen von Sonne, Mond und Knoten. Die Mondbahn ist viel größer dargestellt als in Wirklichkeit, damit sie sichtbar ist.
- Die Zeitangaben sind in UTC, wobei ein fester Unterschied von 70 s zwischen der terrestrischen Zeit und UTC angenommen wird.
- Die flache Umlaufbahn ist ein Gedankenexperiment: Der Mond behält seine tatsächlichen Entfernungen bei, umkreist die Erde aber in der Ebene der Ekliptik.
Im Unterricht ausprobieren
- Q1Warum kann eine Mondfinsternis von der gesamten Nachtseite der Erde aus gesehen werden, eine totale Sonnenfinsternis aber nur von einem schmalen Streifen aus?
- Q2Warum kann es bei Vollmond niemals zu einer Sonnenfinsternis kommen?
- Q3Was ist der Unterschied zwischen einer ringförmigen und einer totalen Sonnenfinsternis? Wovon hängt ab, welche davon eintritt?
- Q4Finsternisse finden jedes Jahr etwa 19 Tage früher statt. Erkläre mithilfe des Finsternisjahres, warum.
- Q5Warum färbt sich der Mond während einer totalen Mondfinsternis rot, statt zu verschwinden?
Häufig gestellte Fragen
Wie viele Finsternisse kann es in einem Jahr geben?
Mindestens vier (zwei Sonnen- und zwei Mondfinsternisse) und höchstens sieben. In den meisten Jahren gibt es zwei Finsterniszeiten, in denen jeweils eine oder zwei Sonnen- und eine oder zwei Mondfinsternisse auftreten. Da das Finsternisjahr kürzer als das Kalenderjahr ist, kann Ende Dezember eine dritte Finsterniszeit beginnen.
Warum ist der verfinsterte Mond rot?
Sonnenlicht, das die Erdatmosphäre durchquert, wird in den Schatten gebrochen. Die Atmosphäre streut das blaue Licht heraus, sodass das Licht, das den Mond erreicht, rot ist, das Licht all der Sonnenauf- und -untergänge rund um die Erde in diesem Moment.
Kann man eine Finsternis gefahrlos beobachten?
Eine Mondfinsternis kann man völlig gefahrlos beobachten. Schau während einer Sonnenfinsternis niemals direkt in die Sonne, außer während der kurzen Totalitätsphase. Verwende stattdessen eine zertifizierte Finsternisbrille oder einen Lochprojektor.