Sonnenflecken und Sonnenrotation
So gehst du vor
- 1Stelle mit dem Tagesregler den Tag ein oder spiele die Tage ab. Das Bild zeigt die Sonne wie am Himmel: Norden oben, Osten links.
- 2Tippe auf einen Fleck oder ziehe das rote Messkreuz genau auf seine Mitte. Unter dem Bild stehen seine Abstände von der Mitte in Millimetern.
- 3Drücke „Messwert übernehmen“. Verfolge so eine Fleckengruppe über mehrere Tage, am besten an jedem Tag.
- 4Bestimme aus deinen Messwerten den Winkel, um den sich die Sonne an einem Tag dreht, und daraus die Dauer einer Umdrehung. Prüfe mit der Auswertung.
Projektionsschirm
Die Sonne ist genau in einen Kreis mit 10 cm Durchmesser eingepasst, der Radius ist also 50 mm. Abstände von der Mitte: x waagerecht, y senkrecht. Auf einem echten Projektionsschirm kann das Bild gespiegelt oder gedreht sein. Westen ist dort, wohin das Bild bei ruhendem Fernrohr aus dem Kreis wandert.
Tag der Beobachtung
0Messtabelle
Noch keine Messwerte. Setze das Messkreuz auf einen Fleck und drücke „Messwert übernehmen“.
Positiv heißt: nach Westen bzw. nach Norden. Für jeden Tag zählt nur ein Messwert; miss immer dieselbe Gruppe. Gerechnet wird mit sin B = y : R und sin L = x : (R · cos B) mit R = 50 mm; L ist der Winkel vom Mittelmeridian der Scheibe aus.
Der Sonnenfleckenzyklus: Messwerte seit 1700
Zeitraum
Tippe oder ziehe im Diagramm, um ein Jahr abzulesen. Aufgetragen ist das Jahresmittel der Sonnenfleckenrelativzahl R = 10 g + f (Version 2.0). Quelle: WDC-SILSO, Königliche Sternwarte von Belgien, Brüssel (www.sidc.be/SILSO), Jahresmittel bis 2025. Die Werte vor 1749 sind aus lückenhaften Beobachtungen rekonstruiert.
Aufträge
- Verfolge die Gruppe A (Flecken wie am Anfang) von Tag 0 bis Tag 10 und miss jeden Tag die Lage ihres größten Flecks. Wie verändern sich x und y?
- An welchem Tag steht Gruppe A etwa in der Mitte der Scheibe (x = 0), wann erreicht sie den Westrand? Wie lange dauert also eine ganze Umdrehung?
- Schalte „frühere Tage zeigen“ ein. Warum liegen die Punkte am Rand dichter als in der Mitte, und warum sieht der Fleck am Rand schmaler aus?
- Schalte „Breite B und Länge L ausrechnen“ ein. Um wie viel Grad nimmt die Länge L der Gruppe A pro Tag zu? Berechne daraus die Rotationsdauer und vergleiche mit der Auswertung.
- Die Erde läuft in 365,26 Tagen um die Sonne, in dieselbe Richtung, in die sich die Sonne dreht. Warum dauert eine Umdrehung gegenüber den Sternen weniger lang als 27,3 Tage? Berechne sie.
- Gruppe A verschwindet am Westrand. Sage voraus, an welchem Tag sie am Ostrand wieder auftaucht, und prüfe es. Was passiert mit Gruppe C?
- Zusatz: Schalte die differentielle Rotation ein, leere die Tabelle und miss wieder Gruppe A (15° Nord), danach Gruppe E (28° Nord). Welche dreht sich schneller?
- Wähle im Fleckenzyklus den Zeitraum 1950–2025 und lies die Jahre der Maxima ab. Wie lang ist ein Zyklus im Mittel? Sind alle Maxima gleich hoch?
- Wähle den Zeitraum 1700–2025. Was fällt dir am Anfang auf?
- Warum darf man die Flecken nicht einfach mit dem Fernglas beobachten? Wie macht man es richtig?
Theorie: Kapitel „Rotation“, „Sonnenaktivität“ und „Die Sonne sicher beobachten“ im Skript AS4. Ein Sonnenbild ohne Fernrohr: Lochkamera. Wie das Fernrohr das Bild erzeugt: Linsen. Synodisch und siderisch beim Mond: Mondphasen und Finsternisse. Warum die Planeten scheinbar rückwärts laufen: Planetenschleifen.
Modell: Flecken und ihre Lebensdauer sind ausgedacht, Drehung und Projektion gerechnet; die Flecken sind leicht vergrößert. Die Sonnenachse steht hier senkrecht im Bild. In Wirklichkeit ist sie je nach Jahreszeit bis 7,25° zu uns hin oder von uns weg geneigt und im Bild gedreht; dann laufen die Flecken auf leicht gebogenen Bahnen.