Unterrichtsstunde 2: Sind die Risiken den ganzen Tag über gleich?
| Autoren: | |
| Publikation: | 15.4.2005 |
| Lernstufe: | 3 |
| Ziele: |
|
| Dauer: | 1 Stunde 30 Minuten (in mehreren Abschnitten) |
| Material: |
Für jede Gruppe (fakultativ):
|
| Herkunft: | Sécurité Solaire/La main à la pâte, Paris |
Diese Unterrichtsstunde erfolgt in mehreren Abschnitten, die sich über einen ganzen Tag verteilen: Die Fragestellung sollte am frühen Vormittag besprochen werden, damit der erste Versuch gegen 9 Uhr auf dem Schulhof durchgeführt werden kann.
Weitere Versuche sind für 11, 12, 13 und 15 Uhr vorgesehen. Nach dem letzten Versuch des Tages wird eine Schlussfolgerung formuliert. Falls die Zeit dazu fehlt, kann diese Schlussfolgerung auf den nächsten Tag verschoben werden, da die Schüler:innen alle Ergebnisse in ihrem Versuchsheft festgehalten haben.
Klassengespräch
Die Lehrkraft fragt: "Zu welcher Tageszeit ist das Risiko, einen Sonnenbrand zu bekommen, am höchsten?" Üblicherweise antworten die Schüler:innen "mittags" oder "nachmittags". Manche sagen vielleicht "um 13 Uhr", haben aber nicht unbedingt eine Erklärung dafür. In dieser Altersgruppe wird selten ein Unterschied zwischen "Sonnenmittag" und 12 Uhr auf unseren Uhren gemacht.
Zur Klärung dieser Frage arbeiten die Schüler:innen ein Versuchsprotokoll aus: Es sollen UV-Papierstückchen zu verschiedenen Tageszeiten in die Sonne gelegt werden: z. B. um 9, 11, 12, 13 und 15 Uhr. Durch die Versuche um 12 und um 13 Uhr kann die Unterscheidung zwischen der gesetzlichen (von unseren Uhren angezeigten) und der Sonnenzeit gemacht werden. Die anderen Versuchszeiten sollten so weit wie möglich vom Sonnenmittag (13 Uhr im deutschsprachigen Raum) entfernt sein, um die signifikanten Intensitätsunterschiede der UV-Strahlung aufzuzeigen. Diie Lehrkraft schlägt vor, den Versuch durch eine zusätzliche Messung zu ergänzen: "Wie kann man die verschiedenen Tageszeiten ohne Uhr herausfinden?" Falls erforderlich lenkt sie die Diskussion auf das Prinzip der Sonnenuhr: Man kann zum Beispiel die Schattenlänge eines Stocks oder eines Kindes messen.
Versuch (in kleinen Gruppen)
Die Schüler:innen bereiten ihre Versuche (mit Hilfe des in der vorherigen Unterrichtsstunde erarbeiteten Posters) in kleinen Gruppen vor und führen sie durch. Sie notieren den ganzen Tag über, nach jeder Messung, ihre Ergebnisse und Schlussfolgerungen. Es empfiehlt sich, beide Versuche – die Messung der UV-Intensität und die Messung der Schattenlänge – zur gleichen Zeit durchzuführen, damit die Beziehung zwischen beiden klar wird. Jede Gruppe legt ein UV-Papierstückchen in die Sonne und misst die Länge des Schattens eines Kindes; es muss immer dasselbe Kind sein, das auch immer an der gleichen Stelle steht. Man kann den Schattenumriss beispielsweise mit Kreide auf den Boden zeichnen. Dieser Versuch wird wie der erste um 9, 11, 12, 13 und 15 Uhr durchgeführt.
Abb. 1: Kinder betrachten den Schatten eines Kindes.
Die Expositionsdauer muss sorgfältig gewählt werden und bei allen Versuchen
gleich lang sein, damit man die Ergebnisse miteinander vergleichen kann. Bei
einer zu kurzen Expositionsdauer ist dieser Vergleich schwierig, da sich die
verschiedenen Blautöne kaum unterscheiden. Eine zu lange Expositionsdauer
wiederum kann zu einer Sättigung des UV-Papiers führen und den Vergleich
ebenfalls erschweren. Die "richtige" Expositionsdauer hängt im Wesentlichen
von drei Faktoren ab: der Jahreszeit, dem Breitengrad und dem Wetter. An einem
sonnigen Maitag in München, Wien oder Basel (bei einem UV-Index von
ca. 5-6) scheinen 20 Minuten ein ganz guter Wert zu sein.
[Anmerkung: Im Norden Deutschlands sollte bei ansonsten
gleichen Bedingungen eine etwas längere Expositionsdauer gewählt werden.]
Vergleich der verschiedenen Versuche
Nach dem letzten Versuch werden die Ergebnisse der verschiedenen Gruppen zusammengetragen. Im Gegensatz zu dem, was viele Schüler:innen vermutet hatten, ist die Sonne nicht um 12 Uhr "am stärksten", sondern um 13 Uhr. Zu dieser Zeit bekommt man am meisten UV-Strahlung ab. Um 13 Uhr sind auch die Schatten am kürzesten, denn die Sonne hat den höchsten Stand erreicht. Die Schüler:innen bemerken jedoch, dass der Schatten nicht vollständig verschwindet! Auch werden sie feststellen, dass alle Kinder zwischen 11 und 15 Uhr größer sind als ihre Schatten. Wenn unser Schatten kleiner ist als wir, sind wir also in der Nähe des Sonnenmittags und der UV-Strahlung stark ausgesetzt. In dieser Zeit muss man sich ganz besonders gut vor der Sonne schützen!
Abb. 2: Zusammenhang zwischen der Verfärbung des UV-Papiers und der Schattenlänge
Schlussfolgerung
In der Mittagszeit ist die UV-Strahlung am stärksten: Im Sommer ist sie gegen 13 Uhr am intensivsten (Verschiebung wegen der Sommerzeit) und im Winter gegen 12 Uhr, nämlich dann, wenn die Sonne am höchsten steht (zum sogenannte Sonnenmittag). Die Länge unseres Schattens gibt uns Auskunft über die Höhe der Sonne: Je kürzer der Schatten, desto näher ist man am Sonnenmittag und desto mehr UV-Strahlung bekommt man ab. Dies kann man sich mit Hilfe eines einfachen Spruchs merken: "Wenn dein Schatten kleiner ist als du, musst du aufpassen!"
[Anmerkung: Der Zeitpunkt des Sonnenmittags – und damit des gefährlichen "Zeitfensters" um den Sonnenmittag herum – ist nicht für alle Länder gleich, auch nicht für alle Orte innerhalb eines Landes. Wer zum Beispiel in den Sommerferien nach Frankreich fährt, muss bedenken, dass der Sonnenmittag dort eher gegen 14 Uhr ist, also eine Stunde später. Das liegt daran, dass Frankreich deutlich weiter im Westen liegt und somit die Sonne dort auch später an ihrem höchsten Punkt steht. Zum Zusammenhang zwischen Sonnenmittag und Längengrad siehe die Dokumentation zu den Zeitzonen.]
Letzte Aktualisierung: 17.6.2025
