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Astronomie-AG

Das Noon-Projekt

Vor über 2000 Jahren bestimmte Eratosthenes auf einfache Weise den Nord-Süd-Umfang der Erde:
Eines schönen Tages im Frühjahr, an dem mittags die Sonne senkrecht über dem Äquator stand, fiel ihm im 5000 Stadien vom Äquator entfernten Syene bei einem Blick in einen Brunnen auf, daßdie Sonne dort einen Schatten warf. Da man zu dieser Zeit noch annahm, daß die Erde eine flache Scheibe sei, konnte er sich das Phänomen nicht erklären. Die Sonnenstrahlen (als parallel angenommen) hätten überall senkrecht einfallen müssen. So kam Eratosthenes auf die Idee, daß die Erde nicht flach sei, sondern rund sein müsse. Dadurch war der Schattenwurf in Syene zu erklären. Eratosthenes entwickelte nun ein Verfahren, um den Nord-Süd-Umfang der Erde zu bestimmen.
Graphik mit wesentlichen Größen
Mit einem Stab und dem einfallenden Schatten zur Mittagszeit berechnete er den Einfallswinkel des Sonnenlichtes in Syene. Nach dem Nebenwinkel- und dem Scheitelwinkelsatz findet sich der berechnete Winkel beim Mittelpunkt der (kugel)runden Erde wieder (siehe Abb.1). Da die Entfernung von Syene vom Äquator bekannt war, ließ sich  über einen Dreisatz der Umfang der Erde relativ genau ausrechnen.

Auch heute läßt sich auf diese Weise der Nord-Süd-Umfang der Erde bestimmen. Man braucht allerdings nicht einen Ort am Äquator als Vergleichsort. Es reichen zwei Orte mit unterschiedlichen Breitengraden, da sich aus diesen die Nord-Süd-Entfernung der Orte berechnen läßt. Die Angabe der Längengrade ist nicht nötig, da sich der Zeitpunkt des Zenitstandes der Sonne auf einem Breitengrad nicht wesentlich ändert. Je mehr Messungen man hat, desto genauer läßt sich natürlich der Umfang bestimmen. Daher ruft eine Schule in den USA jährlich Schulen weltweit zum Mitmachen auf. Es wird ein Tag um den 21. März verabredet, an dem alle die Messung des Einfallswinkels vornehmen sollen, die Ergebnisse werden dann im Internet zusammengetragen.

Wir haben 1998 und 1999 am Noon-Projekt teilgenommen.
Hier eine kurze Beschreibung unserer ersten Messungen 1998:
Man muß zunächst sagen, daß es in Wilhelmshaven die meiste Zeit des Jahres sehr wolkig ist. Donnerstag, der 19. März 1998 schien ein guter Tag zu sein, die Messungen durchzuführen. Es war sehr sonnig am Morgen, aber einige Wolken blieben natürlich trotzdem. Wir hatten Meterstäbe vorbereitet, mit denen wir die Schattenlänge bestimmen wollten, um den Einfallswinkel zu berechnen. Als der Mittagspunkt nahe war, gingen wir nach draußen, um mit den Messungen zu beginnen.(Es ist vorteilhaft, ein wenig vor dem Zenitstand der Sonne mit dem Messen zu beginnen, um zu sehen, wie der Schatten des Stabes kürzer und wieder länger wird. So verpasst man nicht den Sonnenhöchststand.) Als wir draußen waren, mußten wir jedoch feststellen, daß riesige Wolken auf uns zukamen. Wir taten unser Bestes, man muß aber sagen, daß wir sehr lange Zeiten ohne Sonne hatten (bis zu 9 min.). Trotzdem hatten wir nur eine Standardabweichung von ca. 0,5mm in unseren Meßwerten. Und das ist schon ein ganz zufriedenstellendes Ergebnis.
Die Aktion hat sehr viel Spaß gemacht.

Nachdem wir die Meßwerte zusammengetragen hatten, gaben wir 1999 diese, unseren Breitengrad und den Zeitpunkt des Zenitstandes im Internet auf einer speziellen Homepage bekannt. Diese Daten wurden dann in eine Datensammlung aufgenommen . Ich kann jedem, der dies liest, nur empfehlen, selbst einmal an dem Projekt teilzunehmen.

Gruppe der Astronomie-AG 1998 Gruppe der Astronomie-AG 1999
Gruppe 1998 Gruppe 1999

Unsere Auswertungen der Messungen sind auf weiteren Seiten zu finden: 1998 und 1999

Die folgenden Links geben weitere Informationen zum Noon-Projekt:

Andreas Gerdes


 
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