Energielieferant Sonne
Inhalt
Tages- und Jahreszeiten
Die Bewegung der Erde
Die Erde dreht sich nicht nur in einem Tag einmal um sich selbst. Sie bewegt sich zusätzlich im Laufe eines Jahres einmal um die Sonne.
Die Erdachse bildet mit der Normalen auf die Bahnebene einen Winkel von 23,5°. Dadurch steht bei uns die Sonne im Sommer viel höher über dem Horizont als im Winter. Die Sonne scheint im Sommer auch länger. Die Sonneneinstrahlung ist stärker.
Schau dir im Internet eine Simulation zur Entstehung der Jahreszeiten an.
Erkläre, weshalb auf der Südhalbkugel Sommer ist, wenn bei uns auf der Nordhalbkugel Winter ist. Informiere dich darüber, was man unter Polarnacht und Mitternachtssonne versteht.
Berichte deinen Mitschülerinnen und Mitschülern.
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Tag und Nacht
Der Wechsel von Tag und Nacht entsteht dadurch, dass die Sonne nur einen Teil der Erde beleuchtet und sich die Erde um ihre Achse dreht.
Schau dir im Internet eine Simulation zur Entstehung von Tag und Nacht an.
Suche Antworten auf folgende Fragen: Warum verändert sich bei uns die Dauer des Tages im Laufe eines Jahres? In welchen Gegenden ist das nicht der Fall?
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Energie der Sonne
Sonnenstrahlung
Sonnenstrahlung trifft mit einer Leistung von 1,4 kW/m² auf die Erde. Allerdings dringt ein Teil der Strahlung nicht durch die Atmosphäre. Dies hängt stark vom Grad der Bewölkung ab. Außerdem trifft die Sonnenstrahlung meist schräg auf die Erdoberfläche. In Mitteleuropa ergibt sich dadurch bei wolkenlosem Himmel um 12 Uhr Mittag im Sommer eine mittlere Sonnenleistung von 700 W/m², im Winter von nur etwas mehr als 200 W/m².
Gefahren der Sonne
Die Strahlung der Sonne enthält einen unsichtbaren Anteil, der für die Haut schädlich ist, die ultraviolette Strahlung (UV). Schutz vor dieser Strahlung bieten Kleidung und die richtige Sonnencreme.
„Gutes“ und „schlechtes“ Ozon
Die Ozonschicht in der Atmosphäre (in etwa 20 – 30 km Höhe) schützt uns großteils vor der UV-Strahlung der Sonne. In den letzten Jahrzehnten ist die Ozonschicht durch die Einwirkung von bestimmten chemischen Verbindungen (z. B. in Treibgasen) an einigen Stellen dünner geworden („Ozonloch“). Neueste Daten lassen vermuten, dass sich die Entwicklung umkehrt.
Ozon ist jedoch auch ein gesundheitsschädliches Gas. Bodennahes Ozon wird durch starke Sonneneinstrahlung aus Sauerstoff gebildet. Auspuffgase, Industrieabgase und Hausbrand fördern die Bildung dieses Reizgases. In unseren Gegenden kann bodennahes Ozon an besonders heißen Tagen gebildet werden.
So wird die Sonnenenergie genutzt:
Sonnenkollektor
Die Wärmestrahlung der Sonne wird zur Erwärmung von Wasser genutzt. Das Wasser befindet sich in schwarzen Rohren und wird dadurch stark erwärmt. Durch eine Pumpe wird das Wasser vom Kessel in die Rohre und wieder zurückbefördert.
Solarzelle
Die Strahlung der Sonne wird in elektrische Energie umgewandelt.
Training
Bilde aus den Silben die fehlenden Wörter.
An – kol – lar – le – lek – len – mer – nen – Ozon – schicht – So – Som – Son – tei – tor – zel
Richtig oder falsch?
Markiere das Zutreffende.
| richtig | falsch | |
|---|---|---|
| Im Winter fallen die Sonnenstrahlen flacher auf die Erde. (N / M) | ||
| Die Erde braucht zur Umkreisung der Sonne einen Tag. (D / E) | ||
| Die Erde braucht zur Drehung um ihre Achse 24 Stunden. (W / X) | ||
| Mit Sonnenkollektoren kann man elektrische Energie erzeugen. (S / T) | ||
| Im Winter ist es kälter, weil die Erde weniger Wärme von innen abgibt. (H / I) | ||
| Ozon ist ein gesundheitsschädliches Gas. (R / S) |
Die Buchstaben der richtigen Antworten ergeben in der richtigen Reihenfolge das Lösungswort:
In diesem Raster sind waagrecht und senkrecht 17 Begriffe aus diesem Abschnitt versteckt.
Die Sonnenstrahlung wirkt nicht nur positiv, sie kann auch schädigen.
Nenne die Wirkungen aus der Liste, die positiv zu bewerten sind, und jene, die negativ zu bewerten sind. Ist die Zuordnung immer eindeutig möglich?
Diskutiere mit deinen Mitschülerinnen und Mitschülern.
Licht
Hautbräunung
vorzeitige Hautalterung
Vitamin-D-Bildung
Sonnenbrand
Tagesrhythmus
Bakterientötung
Sonnenallergie
Wärme
Bindehautentzündung
Hautkrebs
Photosynthese
Ist die Zuordnung immer eindeutig möglich?
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Stecke eine Stricknadel durch eine Orange.
Die Orange stellt die Erde dar, die Stricknadel die Drehachse der Erde. Male mit einem Filzstift den Äquator und Umrisse der Erdteile auf die Orange. Halte die Orange schräg (wie in der Abbildung) und bewege sie auf einer Kreisbahn um eine Lampe.
Beobachte, welche Teile der Orange jeweils beleuchtet werden.
Erkläre mit diesem Modell die Jahreszeiten.
Zeige, wie es zur Polarnacht kommt.
Für deine Erklärung kannst du folgende Wörter verwenden:
Nomen: die Erdachse, die Bahnebene, der Winkel, der Horizont …
Verben: sich drehen, sich bewegen, stehen, beleuchten …
Adjektive: höher, länger, stärker …
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Suche Informationen über das Ozonloch.
Recherchiere im Internet!
Schreibe die wichtigsten davon auf und vergleiche mit deinen Mitschülerinnen und Mitschülern.
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Informiere dich, wie man sich bei einer Ozonwarnung verhalten soll.
Recherchiere im Internet!
Verfasse dann ein Informationsblatt darüber, das mindestens drei Punkte enrhält.
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Merke
Von der Sonne kommt laufend sehr viel Energie. Aus dieser kann man in Sonnenkollektoren direkt Wärme gewinnen. In Solarzellen wird Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt.
Die Sonnenstrahlung besteht aus sichtbaren (Licht) und unsichtbaren (Wärme, UV-Strahlung) Anteilen.
