Der kleine Sonnenkönig

Solarinchen und Sunny Bear: Solar is Future for Kids in vier PDF-Dateien zum Herunterladen und Ausdrucken:

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Weshalb ist der Himmel blau?

Der Himmel ist nur tagsüber blau, also muss das irgendwie mit der Sonne zusammenhängen…. Das Licht der Sonne besteht aus verschiedenen Farben (rot, orange, gelb, grün, blau, indigo und violett) die – zusammengemischt – weißes Licht ergeben. Wenn das Sonnenlicht auf die Luftteilchen in der Atmosphäre (so nennt man die Lufthülle, die unsere Erde umgibt) trifft, wird dieses Licht gebrochen. Ein Teil der verschiedenen Lichtanteile wird dabei von der Luft wieder in den Weltraum zurückgestrahlt (reflektiert). Nur die blauen Anteile des Lichts schaffen es, sich an den Luftteilchen „vorbeizumogeln“. Deshalb strahlt der Himmel so schön blau. Wenn nur grünes Licht zurückgeworfen wird wie bei grünen Blättern, erscheint der Gegenstand grün.

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Warum gibt es Tag und Nacht?

Unsere Erde umkreist nicht nur die Sonne, sie dreht sich auch um sich selbst. Dazu braucht sie genau einen Tag also 24 Stunden. Die Sonne, die ja selber still steht, kann natürlich nur auf die Seite der Erde scheinen, die ihr gerade zugewandt ist. Dort ist dann Tag, auf der anderen Seite herrscht Dunkelheit – es ist Nacht.

Experiment:

Tag und Nacht

Wenn du gerade beim Frühstück sitzt und gleich zur Schule gehen musst, liegen die Leute in den USA noch im Tiefschlaf. Denn da ist es mitten in der Nacht. In Australien dagegen nehmen die Menschen gerade ihr Abendessen ein. Weil man sich das so schwer vorstellen kann, gibt es den Taschenlampentrick. Wenn du nämlich mit der Taschenlampe einen Globus anstrahlst, dann wird dir schnell klar, wieso es Tag und Nacht gibt. Tagsüber, ist die Seite der Erde, auf der wir leben, der Sonne zugeneigt, und es ist Nacht, wenn sie sich gerade auf der anderen Seite befindet.

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Warum blitzen die Sterne?

Als die ersten Astronauten in den Weltraum flogen, stellten sie etwas Seltsames fest: Die Sterne blitzen vom Weltraum aus gesehen überhaupt nicht. Sie gleichen eher winzigen, gleichmäßig leuchtenden Glühbirnen. Der Grund: Bevor das Licht der Sterne unsere Augen erreicht, fällt es durch die Luftschichten der Erde. Diese Luftschichten sind ständig in Bewegung und brechen das Licht der Sterne immer wieder. Das Blitzen der Sterne wird also erst durch die Luft unserer Erde erzeugt.

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Wohin fallen Sternschnuppen?

Sternschnuppen sind meist winzige Staubkörner, die durch das Weltall sausen. Ab und zu treffen eines oder mehrere dieser Staubkörner die Atmosphäre – also die Lufthülle – unserer Erde. Die Sternschnuppenkörner sind zwar nur sehr klein, aber rasend schnell. Mit enormem Tempo reiben sie sich an den Luftteilchen der Atmosphäre, heizen sich auf und verbrennen mit einem hellen Schweif. Eine Sternschnuppe kann also nie auf die Erde treffen, weil sie schon vorher verglüht.

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Warum fallen die Sterne nicht vom Himmel?

Es sieht nur so aus, als würden die Sterne als winzig kleine Leuchtpunkte am Nachthimmel kleben. In Wirklichkeit ist jeder Stern eine riesige Sonne, die sehr, sehr weit entfernt im Weltall schwebt – genau wie unsere Sonne. Auf der Erde wird alles durch die Anziehungskraft (Gravitation) auf der Oberfläche festgehalten. Wenn das nicht so wäre, würden die Menschen ja herunterfallen. Astronauten schweben nur deshalb, weil die Schwerkraft der Erde nicht mehr wirkt. Die meisten Sterne haben noch viel stärkere Anziehungskräfte als die Erde. Diese Kräfte können aber nichts bewirken, weil die Sterne sehr weit von der Erde entfernt sind.

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Wieso kreisen die Planeten um die Sonne?

Alle Körper im Weltraum ziehen sich gegenseitig an. Der Grund dafür ist die so genannte Gravitation (Anziehungskraft). Die Sonne ist gewaltig groß und müsste ihre Planeten eigentlich längst zu sich gezogen haben, das hätte zur Folge, dass sie dann verglüht wären. Aber alle Planeten befinden sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne. Durch diese etwas eiförmige Bewegung wirkt die so genannte „Zentrifugalkraft“. Anziehungskraft und Zentrifugalkraft halten sich die Waage – und die Planeten kreisen sicher um die Sonne.

Experiment:

So wirken die Kräfte

Du kannst die Wirkung der Zentrifugalkraft mit einem ganz einfachen Experiment ausprobieren: Bind einfach einen Ball oder einen anderen leichten, weichen Gegenstand fest an eine Schnur. Am besten lässt du dir dabei von deinen Eltern helfen. Dann lässt du den Ball an der Schnur über deinem Kopf kreisen. Du wirst merken, dass der Ball eine gewisse Kraft auf deinen Arm ausübt. Er würde gern aus seiner kreisförmigen Bewegung ausbrechen und geradeaus weiterfliegen – kann er aber nicht weil er durch die Schnur mit dir verbunden ist. Genauso gleicht die Sonne mit ihrer Anziehungskraft (also einer Art unsichtbarer Schnur) die Zentrifugalkraft der Planeten aus.

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Warum ist der Himmel bei Sonnenuntergang rot?

Wie kann die Sonne den Himmel verschieden aussehen lassen? Die Farbe der Sonne ist doch immer die gleiche. Stimmt, aber abends, wenn die Sonne tief steht, wird das Licht anders gebrochen (reflektiert). Der Weg des Lichts durch die Lufthülle (Atmosphäre) ist größer geworden und Rot ist die Farbe, die am weitesten durchdringt. Beim Sonnenuntergang sind für uns dann nur noch die Rottöne sichtbar, die Blautöne werden verschluckt. Wenn das Wetter klar ist, sind die Farben blasser; ist es neblig, sind sie intensiver. Und wie ist es beim Sonnenaufgang? Da funktioniert es genauso. Nur steht jetzt die Sonne im Osten, während sie beim Sonnenuntergang im Westen steht.

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Weshalb verändert der Mond seine Form?

Natürlich verändert sich die Form des Monds nicht wirklich. Wir sehen ihn nur, weil er von der Sonne angestrahlt wird und das Sonnenlicht zurückwirft. Je nach der Stellung in seiner Umlaufbahn wird der Mond von der Sonne unterschiedlich beleuchtet – wenn er zwischen Erde und Sonne steht, sieht man nur eine schmale Sichel, oder man sieht ihn gar nicht. Das nennt man dann Neumond. Wenn er in seiner ganzen Pracht beleuchtet wird, hell und rund am Himmel steht, heißt das Vollmond.

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Wie lange dauert es, zum Mond zu fliegen?

Zum ersten Mal landeten Menschen im Juli 1969 auf dem Mond. Die Amerikaner Neil Armstrong und Edwin Aldrin brauchten mit ihrem Raumschiff „Apollo 11“ vier Tage, um den Mond zu erreichen. Viel schneller würde es auch heute nicht gehen. Der Mond ist etwa 384.000 Kilometer entfernt.

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Warum gibt es Sommer und Winter?

Die Erde dreht sich ständig auf einer Kreisbahn um die Sonne. Dabei ist die Erdachse – das ist eine gedachte Linie zwischen Nord- und Südpol – aber immer etwas geneigt. Deshalb steht auch jeder Globus etwas schief in seinem Gestell. Während der Reise um die Sonne bleibt diese schiefe Erdachse immer in ihrer selben Lage. Und deshalb ist auch mal der Nordpol und mal der Südpol der Sonne mehr zugewandt. Wenn der Nordpol der Sonne zugewandt ist, dann herrscht auf der Nordhalbkugel der Erde Sommer. Liegt der Südpol näher an der Sonne, dann herrscht auf der Südhalbkugel Sommer. Aller sechs Monate beginnt dieses Spiel von vorn, Nord- und Südhalbkugel wechseln sich mit dem Sommer ab. Wenn auf der einen Seite der Erde Sommer herrsch, dann herrscht automatisch auf der anderen Winter und umgekehrt. Frühling und Herbst sind gewissermaßen der Übergang zwischen diesen beiden Jahreszeiten.

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Warum hört man den Donner erst nach dem Blitz?

Donner und Blitz gehören doch zusammen – aber warum lässt der Donner immer so lange auf sich warten? Ein Blitz ist eine schlagartige, elektrische Entladung zwischen zwei Wolken. Dabei werden sehr große Mengen von Elektrizität frei. Die dabei erhitzte Luft dehnt sich rasend schnell aus und erzeugt den Donner. Trotzdem kann sich der Donner nur mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzen (etwa 300 Meter pro Sekunde). Den Blitz sehen wir aber immer zuerst, weil sich seine Helligkeit mit der viel, viel schnelleren Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.

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Wie entsteht Tau?

Tau entsteht eigentlich auf dieselbe Weise wie Nebel: Nachts kühlt sich die Luft ab und kann nicht mehr so viel feinen Wasserdampf halten wie tagsüber, als sie noch wärmer war. Das Wasser in der Luft kondensiert, das bedeutet, es verwandelt sich von ganz feinem, unsichtbarem Wasserdampf wieder zurück in größere Tropfen. Die sammeln sich dann als Tautropfen auf Gräsern und Blättern.

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Wo kommt eigentlich die Luft her?

Wir alle brauchen Luft zum atmen. Und diese Luft nennt man in der Wissenschaft „Sauerstoff“. Zu den wichtigsten Sauerstofflieferanten gehören Bäume und Pflanzen. Die wiederum brauchen zum Leben „Kohlendioxyd“. Die vielen Blätter an den Bäumen arbeiten wie kleine Solarzellen. Mithilfe von Sonnenenergie wird dort aus Kohlendioxyd und Wasser etwas Neues produziert, nämlich Sauerstoff und Glukose, eine Art Traubenzucker. Diesen Vorgang nennt man „Fotosynthese“. Die Glukose ist die Nahrung für die Pflanzen, den Sauerstoff können sie nicht gebrauchen – deshalb geben sie ihn wieder ab. Ein Großteil der Luft, die wir atmen, ist also sozusagen ein Abfallprodukt von Pflanzen. Deshalb ist es auch so wichtig, den Regenwald zu erhalten. Da werden nämlich Unmengen von Sauerstoff produziert. Deshalb nennt man ihn auch „die grüne Lunge der Erde“.

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Was sind Kontinente und wie heißen sie?

Das Wort Kontinent (= Erdteil) leitet sich aus dem Lateinischen ab, und zwar von „(terra) contines“ – „zusammenhängendes Land“. Als Kontinent bezeichnet man große, zusammenhängende Landteile mit dazugehörenden Inseln. Die Kontinente heißen – vom größten zum kleinsten – Asien, Amerika, Afrika, Antarktis, Europa und Australien.

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Wie kommt das Salz ins Meer?

Das Salz der Meere kommt aus den Gesteinen am Meeresgrund, die von der so genannten Erosion im Lauf von Milliarden von Jahren zersetzt worden sind. Ganz langsam, aber stetig hat das Meerwasser winzige Atome aus dem Gestein herausgelöst. Diese Gesteinsrückstände bilden das heutige Meersalz.

Experiment:

Salz aus Meerwasser gewinnen

Gib einen Tropfen Meerwasser auf ein Stück Papier, und lass es dann trocknen. Das Wasser verdunstet, und zurück bleibt das Salz. (Wenn du kein Meerwasser hast: Gib einen Teelöffel Salz in ein Glas Wasser und rühr so lange, bis es sich aufgelöst hat.)

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Ist Ozean und Meer dasselbe?

Sowohl Ozean als auch Meer bezeichnen zunächst einmal eine große Wasseroberfläche. Zusammen nehmen die Wassermassen mehr als zwei Drittel der gesamten Erdoberfläche ein. Ozeane trennen die Erdteile (Kontinente) voneinander und heißen Atlantischer, Indischer und Pazifischer Ozean. Ein Meer – wie zum Beispiel das Mittelmeer – ist im Vergleich kleiner und wiederum durchs Festland und Inseln vom Ozean abgegrenzt. Man kann dazu auch See sagen, wie Nord- oder Ostsee.

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Wie entstehen Wellen?

Wenn man auf einen Teller mit heißer Suppe pustet, entstehen darin winzige Wellen. Das hat sicher jeder schone einmal beobachtet. Auf dieselbe Weise entstehen auch Wellen auf dem Meer: Wind streicht über die Wasseroberfläche und erzeugt so Wellen, die über die Ozeane wandern. Wenn sie am Strand oder einer Klippe ankommen, brechen sie und schlagen an Land. Riesige Flutwellen können entstehen, wenn es auf dem Meeresboden zu einem Erdbeben kommt. Die gewaltigen Erschütterungen eines solchen „Seebebens“ können Wellen erzeugen, die bis zu 80 Meter hoch werden und ganze Küstenstreifen verwüsten.

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Wieso läuft das Meer nicht über?

Wenn eine Regentonne lange genug im Regen steht, läuft sie über. Das Meer aber nicht. Das liegt einfach daran, dass ständig Wasser von der Oberfläche der Ozeane verdunstet. Das steigt dann auf und kondensiert zu Wolken. Die Wolken regnen irgendwann wieder ab – entweder direkt über dem Meer oder auf dem Festland. Über Flüsse und durch das Grundwasser fließt dieses Regenwasser langsam wieder ins Meer zurück. Es bleibt also etwa immer gleich viel Wasser im Meer.

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Was passiert bei Ebbe und Flut?

Ebbe und Flut sind die zwei Seiten der so genannten „Gezeiten“. Dabei steigt der Wasserspiegel an der Küste an (Flut) und sechs Stunden später sinkt er wieder (Ebbe). Das Ganze liegt daran, dass die Erde, die Sonne und der Mond eine große Anziehungskraft aufeinander ausüben. Der Erdglobus wird dabei gewissermaßen ein ganz klein bisschen verformt. Wir bemerken davon gar nichts, aber die ungeheuren Wassermassen in den Ozeanen reagieren auf diese Verformung besonders stark. Auf der Seite der Erde, die dem Mond zugewandt ist und auf der genau entgegengesetzten Seite bilden sich regelrechte Wasserberge. Da sich der Mond um die Erde bewegt, wandert dieser Wasserberg mit ihm, bis er eine Küste erreicht. Da herrscht dann Flut. Zwischen den beiden Wasserbergen herrscht Niedrigwasser. Das ist die Ebbe, die nun das Meer an den Küsten zurückgehen lässt. Bis der Mond wieder einmal halb um die Erde herum ist und der nächste Wellenberg kommt. Und dieses Spiel geht immer weiter, seit Milliarden von Jahren.

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Wann wird aus Wasser Eis?

Wasser fängt bei 0 Grad Celsius an, zu gefrieren – es wird zu Eis. Normalerweise bewegen sie die Wassermoleküle frei umher. Je mehr Wärme man dem Wasser zufügt, desto schneller schwirren sie durcheinander. Deshalb fängt kochendes Wasser auch an zu blubbern. Das Gegenteil dazu: Je kälter Wasser wird, desto weniger Energie haben die Wassermoleküle. Sie werden immer träger, bis sie sich kaum noch bewegen. Das Wasser beginnt, hart zu werden. Es gefriert. In Europa hat der schwedische Astronom Anders Celsius festgelegt, dass man die Temperatur, wenn Wasser gefriert, mit 0 Grad Celsius (0°C) bezeichnet. Eine praktische, aber eigentlich willkürliche Festlegung. Die Amerikaner und Engländer zum Beispiel geben die Temperatur mit „Fahrenheit“ an, nach dem deutschen Physiker Gabriel Daniel Fahrenheit. (Er führte das Quecksilberthermometer ein). Bei ihnen gefriert Wasser bei 32 Grad Fahrenheit. Das ist aber nur eine andere Maßnahmeeinheit, die Temperatur selbst ist natürlich die gleiche.

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Warum ist Wasser hart, wenn man hineinspringt?

Wer schon mal einen Bauchklatscher im Schwimmbad gemacht hat, weiß, wie hart Wasser sein kann. Aber wie kommt das? Wenn man langsam hineingeht, ist es doch ganz „weich“! Das liegt daran, dass Wasser aus vielen, vielen Wassermolekülen besteht – kleinen Teilchen, die sich zwar frei bewegen können, aber ganz eng zusammen liegen. Wenn man langsam ins Wasser geht, braucht man dazu Platz und die Moleküle werden auch langsam verdrängt, also zur Seite geschoben. Springt man aber ins Wasser, so muss die Verdrängung ganz schnell vor sich gehen. Der Körper und die Wassermoleküle treffen mit hoher Energie aufeinander – das Wasser hat einfach nicht genug Zeit, sanft zur Seite zu gleiten. Und das kann dann ganz schön wehtun.

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Weshalb gibt es Eisberge?

Eisberge waren ursprünglich teile von gigantischen Gletschern und Eismassen an den Polen der Erde. Immer wieder brechen große Stücke von diesen Eismassen ab, fallen ins Meer und beginnen, zu treiben. Schließlich ist Eis leichter als Wasser, deshalb gehen auch tonnenschwere Eisberge nicht unter. Eisberge sind aber auch tückisch: Nur ein Achtel ihrer gesamten Größe schaut oben aus dem Wasser heraus. Der Rest bleibt unsichtbar unter der Wasseroberfläche verborgen. Viele Schiffe sind deshalb schon Eisbergen zum Opfer gefallen – man hat ihre Größe einfach unterschätzt. Auch die berühmte „Titanic“ stieß bei ihrer Jungfernfahrt im Jahr 1912 gegen einen Eisberg und sank.

Experiment:

Die Spitze des Eisberges

Diese Redensart hast du sicher auch schon gehört. Man sagt das deshalb, weil man von Eisbergen auch nur etwa ein Achtel ihrer Größe sieht, der Rest ist im Wasser verborgen. Das lässt sich ganz einfach beobachten: Nimm ein Trinkglas füll es mit Wasser und gib einen Eiswürfel dazu. Dann kannst du sehen, dass nur ein kleiner Teil vom Eiswürfel sichtbar ist.

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Wie funktioniert Echo?

Alle Geräusche, die wir hören, sind eigentlich nichts weiter als in Bewegung geratene Luftteilchen. Wenn man also beispielsweise im Gebirge gegen eine große Felswand ruft, setzt man die Luftteilchen in Bewegung und erzeugt eine Schallwelle. Die trifft dann gegen die Felswand und wird zurückgeworfen (reflektiert). Das kann man sich so vorstellen wie eine Wasserwelle, die im Schwimmbad gegen den Beckenrand trifft und ja auch wieder zur geworfen wird. Da man weiß, wie schnell sich der Schall in der Luft fortpflanzt (mit etwa 300 Metern pro Sekunde) kann man mit dem Echo berechnen, wie weit ein Objekt entfernt ist. Fledermäuse zum Beispiel stoßen Ultraschall-Schreie aus, die von Hindernissen reflektiert werden. Die Fledermaus fängt das Echo mit ihren Ohren auf und weiß instinktiv, dass sie ein Ausweichmanöver starten muss.

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Warum spucken Vulkane Lava?

Unsere Erde besteht im Inneren aus glühend heißem, flüssigem Gestein, aus Magma. Normalerweise verhindert die feste Erdkruste, dass das Magma an die Oberfläche gelangen kann. An einigen Stellen gelingt das aber durch Vulkane. Wenn sich im Inneren des Vulkans genug flüssiges Gestein angesammelt hat, kann der Druck so groß werden, dass es aus dem Vulkan-Krater hinausgeschleudert wird. Als flüssige Lava (so heißt das Magma jetzt) fließt sie dann an den Seiten des Vulkans hinab.

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Wie kann man Geheimschrift lesen?

Eine Geheimschrift ist im Grunde nichts anderes als zum Beispiel die Schrift, mit der diese Seiten geschrieben wurden. Wir können sie nur so einfach lesen, weil wir ihre Bedeutung erlernt haben. Einem Chinesen dagegen, vorausgesetzt er hat unsere Schrift nicht zusätzlich erlernt, würde sie wie eine rätselhafte Geheimschrift vorkommen. Wie auch immer die Zeichen aussehen, es sind Übereinkünfte, die nur für Eingeweihte verständlich sind. Die Geheimschrift wird mit Zeichen (Chiffren) geschrieben, die nach einem bestimmten Schlüssel (Code) gelesen (entschlüsselt) werden können.

Experiment:

Unsichtbare Tinte

Eine gute Möglichkeit eine Geheimschrift herzustellen, ist mit unsichtbarer Tinte zu schreiben. Das geht eigentlich ganz einfach. Du brauchst nur den Saft einer Zitrone, in dem man die Spitze eines alten (leeren) Tintenfüllers tunkt. Dann schreibt man damit seine Botschaft auf ein Stück Papier. Zu sehen ist nichts. Der Empfänger der Botschaft braucht den scheinbar leeren Zettel nur unter einen Fön zu halten – und wie von Geisterhand wird die Schrift wieder sichtbar. Schon die berühmten Drei Musketiere haben mit diesem Trick geheime Botschaften durch das alte Frankreich transportiert. Nur haben sie natürlich keine Fön, sondern eine Kerze genommen.

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Wie wird aus Altpapier neues Papier hergestellt?

Das erste Altpapier wurde bereits 1774 von Martin Heinrich Kleproth wieder verwendet oder „recycelt“. Inzwischen wird etwa ein Drittel des gesamten Papiers aus Altpapier hergestellt. Die meisten Menschen sammeln das Papier, das in ihrem Haushalt anfällt, in Altpapiertonnen. In regelmäßigen Abständen wird es von der Müllabfuhr geholt und in die Papierfabrik gebracht. Dort werden zunächst Papier und Pappen voneinander getrennt. Schließlich läuft das Papier über ein Fließband in einen großen Behälter. Hier wird es klein gehäkselt und mit Wasser zu einer breiigen Pampe vermischt. Die Masse läuft über ein Sieb und wird so von Heftklammern und anderen Dingen befreit. Jetzt werden mit einer Art Seife sämtliche Farbpartikel heraus gewaschen, damit das Papier später möglichst hell aussieht. Mit ganz viel Wasser wird der Papierbrei jetzt auf großen Bahnen ausgebreitet und getrocknet. Nun kann man es wieder zu Zeitungen oder Heften verarbeiten.

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Wie funktioniert ein Kompass?

Es wird vermutet, dass der Magnetkompass im 12./13. Jahrhundert von den Arabern nach Europa gebracht wurde. Er war besonders für die Seefahrer eine wichtige Erfindung. Mit einem Kompass kann man sich auf der Erde zurechtfinden auch wenn der Himmel mit Wolken verhangen ist und wir nicht sehen können, wo genau die Sonne steht. Die Erde besitzt ein Magnetfeld, das von Süden nach Norden ausgerichtet ist. Wie das funktioniert, wissen Forscher bis heute nicht ganz genau. Beim Bau des Magnetkompasses hat man sich aber diese Erkenntnis zu Nutze gemacht: Die Kompassnadel orientiert sich an diesem Magnetfeld und Zeigt uns die Himmelsrichtung an. Es gibt aber auch den Kreiselkompass. Bei ihm dreht sich eine Scheibe schnell um die waagerechte Achse, bis sie sich zur Erdachse einpendelt.

Experiment:

Kompass für Pfadfinder

Dazu brauchst du: Einen leeren Jogurtbecher, einen Nagel, etwas Knetwachs, einen Magneten, eine Nähnadel, Styropor (zugeschnitten als Scheibe) und Klebstreifen. Als Halter für deine Kompassnadel benutzt du den leeren Jogurtbecher. Bevor du den Becher mit Wasser füllst, klebst du in die Mitte einen langen Nagel. Den Nagel musst du mit dem Kopfende fest in das Knetwachs drücken. Danach klebst du ihn in der Mitte des Gefäßbodens fest. Jetzt kommt so viel Wasser in den Behälter, bis die Nagelspitze noch knapp herausschaut. Nun musst du die Nähnadel magnetisch machen: Streiche mit einem Magneten etwa eine Minute lang immer in eine Richtung über die Nadel. Mit dieser Streichbewegung richtest du langsam auch die winzigen Magnetit – Anteile im material der Nadel in eine Richtung aus. Sie wird magnetisch. Mit einem Klebstreifen befestigst du die Nadel auf der runden Styroporscheibe. Die Scheibe legst du so in den Wasserbehälter, dass sie in ihrer Mitte die Nagelspitze berührt. Die magnetischen Pole der Erde bringen die Nadel auf der Scheibe auf Nord-Süd-Kurs. Um zu wissen, welche Nadelseite immer den Norden anzeigt, schau wo mittags die Sonne steht.

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Weshalb fliegen manche Luftballons nach oben?

Wir können Luftballons mit unserem eigenen Atem aufpusten. Wenn wir den Ballon vorne zusammenknoten und dann los lassen, wird er niemals in die Höhe steigen, sondern zu Boden fallen. Das liegt daran, dass die Dichte unseres Atems genauso groß ist, wie die Dichte der uns umgebenden Luft. Durch den Kunststoff der Ballonhülle wird der Luftballon schwer und fällt zu Boden. Wenn ein Luftballon nach oben steigen soll, muss er mit Gas beispielsweise mit Heliumgas gefüllt werden. Gas ist leichter als Luft und lässt den Ballon deshalb nach oben steigen. Aber am besten lässt man ihn erst gar nicht hochfliegen, denn irgendwann sinkt auch er wieder auf den Boden zurück oder zerplatzt in der Luft. Wenn nun solche Gummifetzen zum Beispiel in einen See fallen und von Vögeln gefressen werden, können die Tiere daran sterben.

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Wie bleibt ein Drachen in der Luft?

Bereits 200 vor Christus ließen die Chinesen Drachen steigen, um Entfernungen zu messen. Mit Drachen untersuchten Forscher auch die Luftelektrizität. So erfand Benjamin Franklin (1754) den Blitzableiter. Ähnlich wie bei einem Segelflugzeug müssen die Drachen mit aufsteigender Luft in die Höhe gelangen. Sie bestehen oft aus einem Holz- oder Plastikgestänge, das mit Stoff oder Kunststoff überzogen ist. In den Flächen sammelt sich Luft, auf der der Drache dann wie auf einem Luftpolster nach oben gezogen wird. Wichtig ist dabei, dass man immer ein bisschen an der Leine zieht. Nur dann leistet der Drache nämlich genug Luftwiderstand.

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Wie wird Sonnenenergie gesammelt?

Durch die Energie der Sonne ist das Leben auf der Erde überhaupt möglich. Sie sorgt dafür, dass Pflanzen wachsen können, die wiederum Tieren und Menschen als Ernährungsgrundlage dienen. Sonnenenergie, die auch mit dem Begriff Solarenergie bezeichnet wird, gehört zu den erneuerbaren Energiequellen. Anders als Erdöl, dessen Vorräte irgendwann erschöpft sind, scheint die Sonne ständig. Sonnenstrahlen erzeugen Wärme und damit auch Energie. Diese Energie breitet sich durch unsichtbare Wellen aus und wird mithilfe von Solarzellen oder durch Sonnenkollektoren nutzbar gemacht. Solarzellen werden zum Beispiel für den Betrieb von Taschenrechnern, anstatt von Batterien eingesetzt. Auch Sonnenkollektoren sammeln Sonnenenergie. Die Sonnenstrahlen dringen durch eine Glasscheibe und stoßen auf eine schwarzes Rohr. Dieses Rohr wird sehr warm. Jetzt kann man Wasser durch das Rohr laufen lassen. Die Folge: Das Wasser erwärmt sich.

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Wie kommt die Musik aus dem Radio?

Man schaltet das Radio ein und schon ertönt Musik, vielleicht sogar von einer Musikstation in einem ganz anderen Land. Alle Laute, die wir im Radio hören können, ist umgewandelte Elektrizität. In der Rundfunkstation sprechen oder singen Menschen oder es werden Instrumente gespielt. Durch sämtliche Geräusche entstehen Schallwellen, die auf das Mikrofon treffen. Hier werden sie in Elektrizität umgewandelt und diese Elektrizität dann wieder in Radiowellen. Jeder Rundfunksender hat einen hohen Sendeturm, vom dem aus die Radiowellen ausgestrahlt werden. Durch die Höhe können diese Radiowellen in sämtliche Richtungen ausstrahlen, bis sie schließlich die Antenne erreichen, die auf unseren Dächern stehen. Im Radio selber wird dann der Prozess umgekehrt: Die Radiowellen werden in Strom umgewandelt und der bringt dann die Membranen im Lautsprecher zum Schwingen.

Experiment:

Ton – Test

Dazu brauchst du sechs gleich große Gläser und einen Löffel. Fülle jedes Glas mit einer anderen Wassermenge. Wenn du nun mit einem Löffel an jedes Glas schlägst, hörst du jedes

mal einen anderen Ton. Der Grund dafür ist, dass die Luftmenge in jedem der Gläser unterschiedlich ist und deshalb auch unterschiedliche Töne erzeugt werden. Durch das Schlagen versetzt du die Luft in Schwingungen. Unser Ohr nimmt den Schall auf und so können wir den Ton hören. Die hohen Töne schwingen schneller, die tiefen langsamer, man misst sie in Hertz (eine Schwingung pro Sekunde). Die Maßeinheit wurde nach dem Physiker Heinrich R. Hertz (1857 – 1894) benannt.

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Wie kommen die Fotos aus dem Fotoapparat?

Fotografieren ist heutzutage ein Kinderspiel. Ein „Klick“ und fertig. Mit Sofortbildkameras kann man sogar innerhalb von wenigen Minuten ein fertiges Foto in den Händen halten. In den meisten Fällen kommen die Fotos aber nicht fertig aus der Kamera, sondern werden beim Fotografen oder in einem Fotolabor entwickelt. Dies funktioniert so: Zuerst wird eine Aufnahme zum Beispiel von einem Haus gemacht. Mithilfe eines Objektivs entsteht ein Bild auf dem Film, der in der Kamera liegt. So ein Film ist eine Art dünne Folie, die sehr lichtempfindlich ist. Das Bild ist jetzt bereits auf dem Film, aber noch unsichtbar. Jetzt muss der Film entwickelt werden. Mithilfe von chemischen Mitteln entsteht im Fotolabor ein Negativ – was in Wirklichkeit hell ist, erscheint auf dem Negativ dunkel und umgekehrt. Das liegt daran, dass die hellen Flächen eines Fotos den Film mehr geschwärzt haben, als die weniger hellen. Um schließlich ein fertiges Foto zu bekommen, macht man jetzt einen so genannten Kontaktabzug von diesem Negativ und vergrößert oder verkleinert es. Nun wird das Negativ unter eine Art Diaprojektor gelegt. Das Bild auf dem Negativ wird so auf spezielles Fotopapier projiziert, das wiederum sehr lichtempfindlich ist. Den Papierabzug eines Fotos nennt man auch Positiv. Dieses Papier mit dem fertigen Bild wird dann von großen Maschinen zurechtgeschnitten. Fertig ist das Foto. Ganz schön viel Arbeit für einen Schnappschuss.

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Wie kann eine Lampe Leuchten?

Das leuchten der Lampe kommt durch Elektrizität zu Stande. Licht ist genauso wie Wärme eine Form von umgewandelter Energie. Die Träger dieser Energie nennt man Elektronen. Wenn man einen Lichtschalter anstellt, so öffnet sich ein Stromkreis. Durch die Kabel kann jetzt Elektrizität, also Strom fließen. Sie erreicht den Kontakt aus Metall am Fuß der Glühbirne und fließt schließlich durch den Glühfaden der Birne und bringt sie zum Leuchten.

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Warum kühlt der Kühlschrank?

1876 erfand Carl von Linde die Maschine, die Räume kühlen kann und Wasser gefrieren lässt. Der Trick dabei ist ein Stoff namens Ammoniak. Es kann Wärme aufsaugen wie ein Schwamm das Wasser. Ein Kühlschrank wird von einem System aus Röhren durchzogen, durch die Ammoniak fließt. Durch die Röhre hindurch saugt das Ammoniak die Wärme aus dem Kühlschrank heraus. Diese Wärme wird dann an den Raum außerhalb des Kühlschranks abgegeben. Das zeigt wieder, dass in der Natur nichts ohne Leistung und Gegenleistung geschieht: Die Luft im Kühlschrank wird zwar kälter, dafür wird die Luft in der Küche ein wenig wärmer.

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Wieso hält Kleidung uns warm?

Wenn es richtig kalt ist, glaubt man, dass die ganze Kälte durch die Kleidung an unserer Haut dringt. In Wirklichkeit ist es aber die Körperwärme, die durch die Kleidung nach außen dringt. Kleidung muss also eigentlich gar nicht besonders dick sein, sondern nur dafür sorgen, dass möglichst wenig Wärme entweichen kann. Manche Stoffe sind ein schlechter Wärmeleiter, andere Stoffe dagegen sind ein guter Wärmeleiter. Zum Beispiel gibt es Kochtopfdeckel, an denen ein Holzknopf befestigt ist. Wenn der Topf auf dem Herd steht und erhitzt wird, wird auch der Deckel heiß. Der Holzknopf dagegen wird höchstens warm sein. Holz ist also ein schlechter Wärmeleiter. Natürlich wäre es jetzt unpraktisch, Kleidung aus Holz zu tragen. Aber es gibt noch andere Materialien, die gut isolieren, Daunenjacken zum Beispiel. Das liegt daran, dass sich im Innenraum der Jacke viel Luft befindet. Durch diese Luftschicht kann die Körperwärme nicht so schnell entweichen.

Experiment:

Helle Kleidung – dunkle Kleidung

Im Sommer tragen wir nicht nur helle Kleidung, weil es hübsch aussieht. Sie wirkt auf unserem Körper wesentlich kühler als dunkle Kleidung, da sie die Sonnenstrahlen besser abweisen kann. Dieses Phänomen kannst du anhand eines einfachen Versuchs selbst überprüfen: Nimm zwei Gläser und füll sie mit kaltem Wasser. Um das eine Glas wickelst du weißes Papier, um das andere Glas schwarzes Papier, beide Gläser stellst du dann in die Sonne. Wenn du etwa eine halbe Stunde später die Temperatur in beiden Gläsern misst, wirst du feststellen, dass die Temperatur in dem schwarzen Glas höher ist als in dem weißen.

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