Andy Theen am 18. September 2012

 Am ersten Januar diesen Jahres begann die Reise eines 21jährigen Freiwilligen von Wiesbaden nach Ostafrika. Andy Theen, Teilnehmer am Internationalen Jugend Freiwilligendienst, war 9 Monate in Uganda um dort beim Thema Umweltbewusstsein an Grund- und Mittelstufenschulen in Jinja mitzuhelfen. Im Laufe der Zeit kam die Idee auf, das unerschöpfliche Strahlen der Sonne, als Teil unserer Umwelt praktisch in den Unterricht miteinzubeziehen. Durch Recherchen zur Funktionsweise von Sonnenuhren im Internet, entstand nach kurzer Suche der Kontakt zu Helios aus der bekannten Heimat. Aus anfänglichen, praktischen Verständnisfragen entwickelte sich schnell ein persönliches Interesse und Unterstützung des Projekts durch die Mitarbeiter von Helios. Mehrere Modelle der AURORA C wurden als Anschauungsmaterial aus Deutschland nach Uganda geschickt und aus den theoretischen Unterrichtsstunden resultierte eine 1,5m hohe hölzerne Sonnenuhr, die nun den Schulhof der Victoria Nile Primary School in Jinja schmückt.

Ob Sommer oder Winter, auf 0,4° nördlicher Breite ist es das ganze Jahr über heiß und so werden auch nach Ende des Freiwilligendienst kommende Schülergenerationen ganz ohne Strom auf der Sonnenuhr lesen können, wenn es heißt: "Schule aus!" In der letzten Woche war ich 3 volle Tage in der Schule. Wir haben betoniert, Wasserwaagen improvisiert, 15° mit Sinus und Cosinus berechnet und im Endeffekt doch ein Seil um das Zifferblatt gewickelt und die Länge durch 24 geteilt. Markiert, gemalt und vor allem erklärt! Wieder und wieder, sodass jetzt doch ein Großteil der Schüler verstanden hat, was denn da plötzlich auf ihrem Schulhof steht. Ein aufblasbarer Globus half beim Verstehen von Zeitzonen, einen Kompass hatte ich vor 8 Monaten ohne wirklichen Grund mit in den Koffer gepackt, der sich jetzt als ausgesprochen hilfreich darstellte und die Sonne war uns grundsätzlich positiv gesinnt, sodass das Ganze auch gut veranschaulicht wurde. Das erste Foto ist vom Endzustand mit einigen meiner Schüler. Das zweite ist aus der Schreinerei, wo die Sonnenuhr angefertigt wurde mit AURORA C als Modell auf der Werkbank und das dritte ist gemeinsam mit den Schülern beim Malen des Zifferblatts in grüner Farbe, passend zu ihrer Schuluniform: grün weiß.

Mit freundlichen Grüßen, und bis bald, Andy Theen

Kommentare

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A. Zenkert

Hallo HELIOS,
Gut, die Initiative am Äquator, man merkt die Begeisterung. Das Prinzip ist richtig, die Eineteilung aber falsch.
wie soll diese aussehen? Die Uhr steht senkrecht in der vertikalen Äquatorebene, der Schattenstab ragt wegen der positiven und negativen Deklinationen waagerecht nach Nord und Süd heraus. Sieht aus wie ein "Kullerrad".
Es handelt sich um eine ebene Äquatorialuhr. Die Stundenteilung ist einfach und beträgt pro Stunde 15°, dies von 6 bis 18h - mehr nicht.
Ein interessantes Vorhaben, man sollte den dortigen Sonnenuhrenfreunde einen Dankesgruß übermitteln. Man merkt ihre Begeisterung für die Sache.
Das Objekt auf dem Bild hat keine korrekte Stundenteilung. 24 Stunden sind überflüssig.

Weiter so am Äquator, die Sonnenuhrenlandschaft muss vergrößert werden!!

Viele Grüße aus dem sonnigen Potsdam!
Arnold Zenkert.

Sehr geehrter Herr Zenkert,

danke für Ihren Kommentar! Die Beschreibung des Aufbaus ist korrekt. Kullerrad ist ein netter Vergleich. Natürlich ist allen Beteiligten bewusst, dass nachts keine Sonne scheint und somit auch kein Schatten aufs Zifferblat fällt. Die Einteilung wurde nur der Vollständigkeit halber als 24 Stunden Skala gewählt. Dies hat keinen Einfluss auf die Funktionsweise.

Lieben Gruß,

Andy Theen

PS: Benötigt wird übrigens eine Skala von ca. 6:30 bis 19:30Uhr. Nicht 6 bis 18 Uhr.

Globus mit Äquatorial-Sonnenuhr

Datumsanzeige auf dem Polstab

Waagerechter Schattenwerfer = mittelalterliche Sonnenuhr? Bei uns vielleicht, aber am Äquator ist das eine (wahrscheinlich) äquatorielle Polstabsonnenuhr. (Die Zifferblattfläche entspricht der „Schnittfläche durch die Erdkugel entlang des Äquators.)

Diese „Schulhofsonnenuhr“ unter äquatorialer Sonne ist ein sehr anschauliches und lehrreiches Objekt. – Anerkennung!

Mit einigen Erläuterungen zeigt es den Kindern den Sonnenlauf im Tages- und Jahresrhythmus:

Der Stab in der Kreismitte zeigt den Richtungsverlauf der Erdachse: waagerecht in Nord-Südrichtung – denn wir sind am Äquator! Täglich dreht sich die Sonne scheinbar um diese waagerechte „Achse“ und erzeugt so einen vertikal drehenden Schattenzeiger.

Am 21. März geht die Sonne im Osten auf, steigt bis zum Mittag senkrecht hoch zum Zenit und fällt dann senkrecht bis zum Sonnenuntergang im Westen.

Da das Zifferblatt ebenenfalls senkrecht in Ost-Westrichtung verläuft- also in der Ebene dieses Sonnenlaufs steht- werden beide Kreisflächen an diesem Tag vom Sonnenlicht nur gestreift, es kann sich kein Anzeigeschatten dort abbilden – also zur Tag-Nachtgleiche keine Zeitanzeige. Bis zum 21 Juni „wandert“ die Sonne dann jeden Tag etwas mehr in Richtung Norden. Das bedeutet, dass die nördliche Zifferblattseite in einem immer stumpferen Winkel von der Sonne beschienen wird. Der schmale Stabschatten wandert im Tagesverlauf über die untere Zifferblatthälfte und zeigt dort die Zeit an. Damit der Stabschatten die Stundenmarken im oberen Zifferblattbereich berühren könnte, müsste die Sonne unter dem Horizont stehen – doch dann ist sie bekanntlich untergegangen, ihr Schein erloschen.

Wird die obere Zifferblatthälfte nie gebraucht? – zum Anzeigen der Tageszeit nicht, aber zur Anzeige der Jahreszeit!

Schauen wir gedanklich doch einmal auf die südliche Zifferblattfläche. Solange die Sonne nördlich des Äquators steht, ist die südliche Zifferblattfläche ganztägig beschattet. Aber der obere Zifferblattrand wirft einen Schatten auf den nach Süden weisenden Teil des Stabes (des Tageszeitschattenwerfers). Die Länge dieses Schattens zeigt an „wie weit die Sonne nördlich steht“. Da dieser Sonnendeklinationswinkel jahreszeitabhängig ist, wird eine entsprechende Längenskala auf dem Schattenstab zur Datumsleiste. (siehe Skizze)

Diese Anzeige der Jahreszeit wäre für diese Sonnenuhr eine Bereicherung, es fördert das Verständnis zur Entstehung der Jahreszeiten. - Besonders hier am Äquator, denn durch das senkrechte Zifferblatt ist diese Sonnenuhr vollkommen symmetrisch.

Am 21. Juni beginnt auf der Nordhalbkugel der Sommer. Die Sonne steht dann über dem nördlichen Wendekreis. Der liegt 23,5° nördlich des Äquators, entsprechend steht die Mittagsonne an der Sonnenuhr dann 23,5° nördlich des Zenits. Der Name Wendekreis bedeutet, dass sich die Sonnenbewegung hier wendet. Das stetige „Wandern“ nach Norden wendet sich – nun „geht`s“ nach Süden. Am 23.September – der Herbst-Tagnachtgleiche- überquert die Sonne erneut den Äquator, und steht damit bei unserer Sonnenuhr wieder auf dem „Zifferblattrand“. – Keine Stirnseite der Kreisscheibe wird dann beleuchtet. Da die Jahres-Sonnenbewegung weiter Richtung Süden verläuft, trifft zukünftig das Sonnenlicht auf die südliche Zifferblattseite. Entsprechend ist dann die Nordseite ganztägig beschattet und der nach Norden weisende Teil des Schattenstabes wird zur Datumsleiste. Am 21.Dezember erfolgt die südliche Sonnenwende. Dann wendet sich die Sonnenbewegung wieder nach Norden – das jährliche Wechselspiel.

Eine Überlegung zur globalen Zeitanzeige:

Würde man diese Sonnenuhr am Pol montieren, so stände dort der Schattenstab senkrecht (=parallel der Erdachse). Das Zifferblatt „liegt“ wie eine kreisförmige Tischplatte: waagerecht. Da am Pol die Sonne im Sommerhalbjahr nicht unter- und im Winterhalbjahr nicht aufgeht, würde die obere Zifferblattseite im Sommerhalbjahr ganztägig beschienen. Hier wird also die volle Kreisscheibe des Ziffernblattes zur Tages-zeitanzeige gebraucht. Die Ziffernblattunterseite wäre am Pol allerdings ganzjährig beschattet – denn im Winterhalbjahr steht die Sonne am Pol unter dem Horizont = Polarnacht, ständige Dunkelheit.

Man erkennt: Ob am Äquator, am Pol, oder an sonstiger Stelle: Überall kann man nur die Hälfte der Kreisscheibe als Zifferblatt einer Äquatorialsonnen nutzen. Bei jeder Standortverschiebung auf eine andere geo. Breite gilt: Wenn sich auf der einen Zifferblatthälfte die Anzeigefläche vergrößert, verkleinert sich die Fläche der anderen Hälfte.

Weil die Sonne stets nur die halbe Erdkugel anstrahlt, „steht jeder Ort der Erdoberfläche nur die Hälfte aller Jahresstunden im Sonnenlicht“!

Siehe Bild „Globus mit Äquatorialsonnenuhr“

(Unterstellt sei: Ideale Erdkugelform, keine athm. Refraktion, kreisförmige Erdbahn, Sonnen- und Erddurchmesser gleich, und natürlich ein wolkenfreier Himmel.).

An Herr Andy Theen:

Glückwunsch zu der schönen Sonnenuhr auf der „Schulwiese“. In dieser Form vermittelt sie den Schülern eine weitere Erkenntnis: Wenn man auch nachts das Sonnenlicht nicht mehr sieht, so ist der „große Scheinwerfer“ keineswegs ausgeschaltet- der Weg der Sonnenstrahlen zu uns ist dann nur verstellt. Wenn man sich im oberen Stockwerk eines Hauses befindet erkennt man auch nicht, dass im Keller noch Licht brennt. So können die Stundenmarken in der oberen Zifferblatthälfte zwar nicht die Zeit anzeigen, wohl aber den jeweiligen Stand der Sonne. Wenn unsere Sonne nicht seit 4 Milliarden Jahren pausenlos - mit (fast) konstanter Leistung- leuchten würde gäbe es höchstwahrscheinlich keine Menschheit auf der Erde - und dann auch keine Sonnenuhren!

Weiter so!

Viele sonnige Grüße

Harald Grenzhäuser

Vielen Dank Herr Grenzhäuser für Ihren tollen Kommentar. Er hat mich sehr erfreut!!

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