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Wetter, Himmel und Licht
Blitz, Wind und Eis, die Wintersterne, eine Finsternis, Satelliten, Glasfaserkabel und Nordlichter: Dinge, die über oder um uns geschehen.
Der Weg folgt dem Himmel nach außen: Wetter und Eis nahe dem Boden, dann Sterne, Mondschatten und Satelliten, schließlich Lichtgeschwindigkeit sowie Glaskabel und Polarlichter, bei denen Licht eine Rolle spielt.
Die ersten vier Stationen bleiben nahe am Boden. Donner braucht für jeden Kilometer etwa drei Sekunden, Wind lässt kalte Luft kälter wirken, als das Thermometer angibt, der Winterhimmel zeigt Sterne, die nebeneinander erscheinen, aber ganz unterschiedlich weit entfernt sind, und ein See kühlt bis zum Grund auf etwa 4 °C ab, bevor seine Oberfläche gefriert. Jedes Ausstellungsstück liefert Ihnen die Zahl hinter einer vertrauten Empfindung.
Die späteren Stationen gehen höher hinauf und werden schneller. Eine totale Finsternis verdeckt die Sonne entlang eines schmalen Pfades, mehr als sechzehntausend aktive Satelliten kreisen über uns, und Licht umrundet den Äquator siebeneinhalbmal pro Sekunde. Glasfaserkabel tragen dieses Licht unter dem Meer, und ein Polarlicht zeigt, was geschieht, wenn geladene Teilchen die obere Atmosphäre erreichen. Achten Sie darauf, wie jede Station eine Entfernung mit einer Zeit verbindet.
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ABB. 109 · SinneBlitz und Donner: Wie entstehen sie?
Ein Blitzkanal erhitzt Luft auf etwa das Fünffache der Temperatur der Sonnenoberfläche, und sein Donner braucht für jeden Kilometer zu Ihnen ungefähr 3 Sekunden.
Erhöhen Sie „Entfernung“ mit dem Regler um 1 km: Der Donner kommt etwa 3 Sekunden später an; aus der gezählten Verzögerung ergibt sich also die Entfernung.
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ABB. 124 · SinneWindchill-Tabelle und Rechner: wie Wind Körperwärme raubt
Bei 0 °F und 15 mph Wind zeigt die Tabelle des National Weather Service −19 °F, und unbedeckte Haut kann in 30 Minuten erfrieren.
Stellen Sie „Lufttemperatur“ auf 0 °F und „Windgeschwindigkeit“ auf 15 mph und lesen Sie im Diagramm den Wert −19 °F ab.
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ABB. 126 · SinneWintersternbilder: Orion, Wintersechseck und Winterdreieck
Die drei Gürtelsterne des Orion wirken wie Nachbarn, doch nach ihren Hipparcos-Parallaxen ist Alnilam fast dreimal so weit entfernt wie Mintaka.
Schalten Sie „Sternlinien“ und „Echte Entfernungen“ ein und sehen Sie, dass die drei Sterne des Oriongürtels ganz unterschiedlich weit entfernt sind.
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ABB. 125 · So funktioniert'sWarum Seen von oben zufrieren: Wasserdichte und Seeeis
Süßwasser ist bei 3,98 °C am schwersten. Darum kühlt ein See erst von oben bis unten auf 4 °C ab, bevor eine dünne, kältere Schicht an der Oberfläche gefriert.
Ziehen Sie „Datum“ bei eingeschalteter „4-°C-Linie“ in den Winter und beobachten Sie, wie die dünne kalte Deckschicht über tieferem, wärmerem Wasser gefriert.
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ABB. 123 · So funktioniert'sTotale Sonnenfinsternis: Simulator, Pfad 2027 und Termine
Am 2. August 2027 zieht der Mondschatten über Spanien, Nordafrika und Ägypten, und bei Luxor bleibt die Sonne etwa 6 min 23 s lang verdeckt.
Ziehen Sie „Zeit“ bei eingeschalteten „Schattenkegel“ durch die Totalität und beobachten Sie, wie der Mondschatten „Totalitätspfad“ entlangwandert.
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ABB. 118 · SinneSatelliten sehen: Positionen, Umlaufbahnen und Erdschatten
Am 20. Oktober 2026 führte der öffentliche Katalog 16.768 aktive Satelliten. Zwei von drei gehörten zum Internetnetz eines einzigen Unternehmens.
Ziehen Sie „Jahr“ von 1957 bis 2026 und sehen Sie, wie die Zahl der Satelliten im Orbit wächst.
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ABB. 113 · SinneLichtgeschwindigkeit: Eine Reise mit dem Licht
Licht umrundet den Äquator in einer Sekunde 7,5-mal, doch dasselbe Licht braucht 2,5 Millionen Jahre bis zur Andromedagalaxie.
Wählen Sie den Mond oder Proxima Centauri als „Ziel“ und sehen Sie, wie lange der Lichtblitz bis zur Ankunft braucht.
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ABB. 68 · So funktioniert'sWie funktioniert ein Glasfaserkabel? Licht selbst lenken
Licht in einem Seekabel bleibt über Tausende Kilometer in einem nur 8,2 Mikrometer breiten Glaskern, weil es die Kernwand unter mehr als 84,5° trifft.
Verschieben Sie „Winkel an der Kernwand“ über und unter 84,5° und sehen Sie, wie der Strahl im Kern bleibt oder austritt.
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ABB. 94 · RundgängeWarum sind Polarlichter grün oder rot? Farben im Modell
Das Grün der Polarlichter stammt von Sauerstoff in etwa 100 km Höhe. Bei größten Stürmen ist das rote Leuchten darüber bis Korea sichtbar.
Erhöhen Sie „Sturmstärke (Kp)“ und nutzen Sie „Höhenmarkierung“, um grünes Licht in etwa 100 km Höhe und rotes darüber zu sehen.