Unterrichtsstunde 3 (fakultativ): Welche Rolle spielt die Atmosphäre?
| Autoren: | |
| Publikation: | 15.4.2005 |
| Lernstufe: | 3 |
| Ziele: | Die Filterrolle der Atmosphäre entdecken |
| Dauer: | 1 Stunde |
| Material: |
Für die Klasse oder pro Gruppe:
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| Herkunft: | Sécurité Solaire/La main à la pâte, Paris |
Klassengespräch
Der Lehrer bittet die Schüler, sich einen Versuch mit UV-Papier auszudenken, mit dem die folgende Hypothese überprüft werden kann: "Je dicker die Atmosphäre ist, desto weniger UV-Strahlen lässt sie durch." Da man den Versuch nicht mit der realen Atmosphäre machen kann, muss man einen Ausweg finden (d. h. ein Modell mit vergleichbaren Eigenschaften wie die Atmosphäre benutzen). "Fällt euch ein leicht zu handhabendes Material ein, das durchsichtig ist und vielleicht ebenfalls teilweise UV-Strahlen filtert?" Es werden schnell Antworten kommen wie: "Wasser", "eine Glasscheibe", "Luft in einem durchsichtigen Gefäß" usw. Tatsächlich sind alle drei Vorschläge im Prinzip korrekt, aber man wird natürlich das am leichtesten zu handhabende Modell verwenden.
Versuchsdurchführung
Der Lehrer zeigt nun das zur Verfügung stehende Material: Glasplättchen (z. B. Objektträger für ein Mikroskop). Da diese Plättchen sehr dünn sind (1 mm), muss man mehrere aufeinander stapeln, um eine dicke Glasschicht zu erhalten. Wenn man nun UV-Papier unter Glasschichten verschiedener Dicke legt, kann man überprüfen, ob das UV-Papier, das sich unter der dicksten Glasschicht befindet, tatsächlich am wenigsten UV-Strahlen abbekommt oder nicht. Es wird die Parallele zwischen dem Modell und der Wirklichkeit aufgezeigt: Das Glas stellt die Luft dar, während das UV-Papier unter einer mehr oder weniger dicken Glasschicht die Höhe simuliert.
Die Schüler legen drei Blätter UV-Papier wie in Abb. 1 gezeigt zwischen die Glasplättchen. Wenn man das Ganze etwa 30 Minuten in die Sonne legt, beobachtet man, dass das Glas wie ein Filter wirkt: Es absorbiert einen Teil der UV-Strahlen. Je dicker die Glasschicht ist, desto stärker die Absorption der UV-Strahlen durch das Glas und desto weniger UV-Strahlen erreichen das UV-Papier. Daraus ergibt sich ganz selbstverständlich die Analogie zur Atmosphäre.
Abb. 1: UV-Strahlung durch verschiedene Schichten Glas
Schlussfolgerung
Die Atmosphäre wirkt als Filter: Je dünner die durchquerte Atmosphärenschicht ist, desto mehr UV-Strahlen enthält das Licht, wenn es auf die Erde trifft. Das ist der Fall, wenn die Sonne hoch am Himmel steht (mittags, im Sommer, in der Nähe des Äquators) oder wenn man sich hoch über dem Meeresspiegel (also im Gebirge) befindet.
Letzte Aktualisierung: 18.4.2015
