Sonnenuhr basteln mit Kindern

Dieses Vorhaben ist grundsätzlich lobenswert in dieser Zeit, in der die ganze Menschheit fest entschlossen ist, sich von elektronischen Hilfsmitteln hundertprozentig abhängig zu machen. Allerdings gibt es auch bei der Sonnenuhr eine entscheidende Abhängigkeit: Sie braucht keine Batterie und keinen geladenen Akku, aber schönes Wetter, denn diese Uhr funktioniert nur, wenn bzw. wo die Sonne scheint.

Die Idee dahinter ist wahrscheinlich so alt wie die Menschheit. Auf ihrer Bahn von Osten nach Westen ändern sich regelmäßig die Richtungen aller Schatten der Gegenstände, die sich im Wege des Sonnenlichts befinden.

Dieses Phänomen lässt sich als Anzeige der Tageszeit nutzen, wenn man beispielsweise den linienförmigen Schatten eines Stabes betrachtet. Um die Zeit ablesen zu können, benötigt man ein Ziffernblatt, das wir uns selbst herstellen können. Gott sei Dank gibt es ja heute Armbanduhren, die die Zeit sehr genau anzeigen. Mit ihrer Hilfe können wir das Ziffernblatt der Sonnenuhr selbst „eichen“.

Jahreszeitliche Abhängigkeit

Kids do arts and craftsJedes Kind weiß, dass die Sonne im Sommer viel höher am Himmel steht als im Winter. Zwar hat das kaum einen Einfluss auf die Schattenlage eines senkrechten Stabes um 12 Uhr mittags, allein der Schatten ist im Winter deutlich länger.
Aber zum Beispiel fällt der 16-Uhr-Schatten im Winter in eine etwas andere Richtung als im Sommer. Und im Sommer finden wir sogar einen 21-Uhr-Schatten, den wir in der winterlich dunklen Nacht natürlich nie sehen können.

Die Anzeige ist also nicht immer ganz eindeutig. Die Lage des Schattenwurfes ist nicht nur vom Stundenwinkel „tau“, sondern eben auch noch vom sogenannten Deklinationswinkel „delta“, der den Sonnenstand angibt, abhängig. Daher birgt eine gute Sonnenuhr zugleich auch die Kalenderangabe in sich.

Wir machen es uns einfach

Diese komplizierte Abhängigkeit vom jahreszeitlichen Sonnenstand lassen wir mal außen vor und eichen unser Ziffernblatt zu einer („durchschnittlichen“) Zeit, wenn sich die Sonne genau zwischen dem Sommer- und dem Winterhalbjahr befindet, das ist entweder der 21. März oder der 21. September, dann nämlich steht die Sonne genau im Zenit über dem Äquator. Wer nun gerade am 21. März keine Zeit dazu hat, kann das auch einige Tage früher oder später machen, immerhin muss ja sowieso die Sonne dazu scheinen.

Gut geeignet ist ein freier, sonniger Platz im eigenen Garten, der (den ganzen Tag lang) nicht von einem Gebäude abgeschattet wird. Das ist ggf. gar nicht so einfach. Dort schlägt man z. B. eine gerade Eisenstange in den Boden. Die Stange sollte nicht zu dünn und auch nicht zu dick sein, ca. 1 cm Durchmesser wäre gut. Die Stange soll senkrecht stehen, das kann man sich mit einer Wasserwaage anzeigen lassen, und sie sollte auch nicht zu kurz sein, 1 m Länge über dem Boden wäre ganz gut.

Zu jeder vollen Stunde, die uns die richtig gestellte Armbanduhr anzeigt, markieren wir die Position des Schattens auf dem Boden z. B. durch Einkratzen oder durch kleine Steine. Der Fantasie,
wie man am Ende sein Ziffernblatt auch künstlerisch gestalten möchte, sind ja keine Grenzen gesetzt. Wichtig ist aber, dass unsere offizielle Sommerzeit künstlich um eine Stunde vorgestellt ist. Wenn also unsere Sommerzeit-Armbanduhr 12 Uhr anzeigt, ist es physikalisch, also in Wirklichkeit, erst 11 Uhr. Unsere Winterzeit entspricht dagegen der wahren mitteleuropäischen Zeit des rotierenden Planeten. Und wir wollen doch, dass unsere Sonnenuhr dann die 12 anzeigt, wenn die Sonne am Tag wirklich am höchsten steht.

Wenn Wolken aufkommen, und man den Schatten z. B. um 15 Uhr nicht sehen kann, dann können wir dessen Markierung auch auf den nächsten Tag verschieben. Falls das dann auch wieder nicht klappt, darf man seine Position auch mal ungefähr in der Mitte zwischen 14 und 16 Uhr „interpolieren“.

Im Prinzip sollte sich eine Symmetrie mit der 9-Uhr-Marke ergeben. Übrigens, die zum Frühlings- oder Herbstpunkt geeichte Uhr geht dann über viele Monate erstaunlich genau.

Gut zu wissen

Es ist bekannt, dass Sonnenuhren schon seit der Antike in Gebrauch sind. Sogar noch Anfang des 19. Jahrhunderts ging es natürlich um eine Sonnenuhr, wenn überhaupt von Uhren die Rede war. Als dann die mechanischen Uhren aufkamen, waren diese zunächst noch sehr ungenau, es gab z. B. Holzgetriebe in Kirchturmuhren.
Mit dem sogenannten Mittagsweiser wurden die Uhren dann täglich auf der Basis der Sonnenuhr nachjustiert. Wenn die Sonne nicht schien, wusste man ja schon aus Erfahrung, um wie viele Minuten die Uhr ungefähr nachzuregeln ist.

Es gibt heute moderne Sonnenuhren mit einer ziemlich aufwendigen Bauweise (Stichwort: Bernhardtsche Walze), die die amtliche mitteleuropäische Zeit das ganze Jahr über auf die Minute genau anzuzeigen können.

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