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Wie funktionieren Sonnenuhren?

Sonnenuhren“Mach es wie die Sonnenuhr, zähl die heiteren Stunden nur” – Dieser Spruch ist Ihnen bestimmt schon einmal begegnet und er beinhaltet sehr viel Wahrheit, auch wenn diese nicht unbedingt auf den ersten Blick ersichtlich ist. Die Sonnenuhr ist die einfachste Uhr. Jeder kann sie herstellen und jeder kann sie lesen. Oft treffen Grundschüler das erste Mal auf eine Sonnenuhr, wenn sie die Uhr erklärt bekommen. Auch später kommen immer wieder Sonnenuhren ins Gespräch, am häufigsten bei Stadterkundungen, bei denen alte Sonnenuhren im Museum ausgestellt werden. Ihre Faszination werden sie wohl nie verlieren und so sind sie immer noch im Gespräch. Doch was genau ist eine Sonnenuhr und wie funktioniert sie? Welche Vor- und Nachteile hat die Sonnenuhr und wird diese Form Uhr auch heute noch benutzt? Wir klären Sie auf!

Was ist eine Sonnenuhr?

Wie funktionieren Sonnenuhren?Eine Sonnenuhr ist eine Uhr, die mit Hilfe der Sonne funktioniert. Sie zeigt mit dem Stand der Sonne die Uhrzeit an. Dafür muss ein Stock, auch Schattenstab genannt, in den Boden gesteckt werden. Je nachdem wie hoch oder tief die Sonne nun steht und wie sich die Erde dreht, wandert die Sonne und der Schatten fällt mal höher und mal tiefer aus. Anhand dieser Gegebenheiten kann die Uhrzeit abgelesen werden.

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Zu einer Sonnenuhr aus der mittelalterlichen Zeit gehört aber nicht nur der Schattenstab, sondern auch ein skaliertes Ziffernblatt, auf dem abzulesen ist, wie viel Uhr es ist. Dabei gibt es viele verschiedene Ziffernblätter, denn die Anordnung des Schattenstabes steht in direkter Abhängigkeit zur Anordnung des Ziffernblatts.

Am geläufigsten ist die vertikale Sonnenuhr, die sich beispielsweise an Gebäuden befindet. Es gibt aber auch horizontale Sonnenuhren, die auf dem Boden angebracht sind. Die Äquatorialsonnenuhr ist am Äquator orientiert und wird dementsprechend ausgerichtet.

Tipp! Neben der Uhrzeit lässt sich mit Hilfe der Sonnenuhr auch das Jahresdatum festlegen. Einen Sonnenuhr zeichnet nämlich nicht nur die Stunden, sondern auch die Tagesbahnen auf. So lässt sich das Datum mittels Sommer- und Winterhalbjahr und den Linien für die Sonnenwendetage korrekt festlegen.

Welche Ausführungen gibt es bei der Sonnenuhr?

Sicherlich haben Sie schon einmal eine Sonnenuhr gesehen. Oft wird sie auf dem Boden liegend dargestellt, aber es gibt noch viele andere Formen der Sonnenuhr, die genauso gut funktionieren, nur eben anders aussehen. Die nachfolgende Tabelle verrät Ihnen, welche Ziffernblätter es gibt:

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Ausführung Erklärung
Vertikales Ziffernblatt Befinden sich an Gebäuden und Wänden
Horizontales Ziffernblatt Befindet sich auf dem Boden und auf erhöhten Bodenplatten
Äquatorialsonnenuhr Steht oftmals auf einem Sockel und orientiert sich an der Linie des Äquators
Zylindrische Sonnenuhr Wird in einem offenen Zylinder dargestellt
Skaphe Älteste Sonnenuhr überhaupt. Dieses Ziffernblatt befindet sich in einer halben Hohlkugel mit geradem Rand

Wie ist die Geschichte der Sonnenuhr?

Die Sonnenuhr blickt auf eine lange Tradition bzw. Geschichte zurück, denn sie war die erste Uhr, die jemals hergestellt wurde. Die Menschen aus vergangenen Tagen ließen sich von der Sonne, schon bevor es Sonnenuhren gab, den Tagesablauf vorschreiben. Ging die Sonne auf, standen sie auf, ging die Sonne unter, gingen sie schlafen. Wenn die Sonne am höchsten Stand gab es oftmals Mittagessen. Dabei wanderte die Sonne über den Tag verteilt am Horizont entlang.

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Dieser Umstand brachte ein paar alte Ägypter im 1300 v. Chr. dazu, eine Sonnenuhr zu entwickeln. Vor knapp 5000 Jahren entstand also die erste Sonnenuhr. Dafür wurde ein Stock in den Boden gesteckt, der sogenannte Schattenstab. Er zeigte die Uhrzeit mittels dem Stand der Sonne an.

Gut zu wissen: Um die Sonnenuhr weiter auszubauen, entdeckten die Babylonier die Zeiteinteilung. Sie nutzen die Zahl 60, um die Zeit einzuteilen, woraus sich ein zwölfstündiger Tag ergab. Kurze Zeit später wurde der Stock von Obelisken und Stäben ersetzt, um die Sonnenuhr haltbarer und größer zu machen.

Wie genau funktioniert sie?

Die Sonnenuhr funktioniert nur mit der Sonne. Sie zeigt die Uhrzeit mit einem Schatten an. Der Stab ist so auf dem Ziffernblatt angeordnet, dass die Uhrzeit gelesen werden kann, wenn der Schatten des Stabs auf das Ziffernblatt fällt. Wenn es regnet oderwolkigist, funktioniert diese Uhr nicht.

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Der Stab nennt sich auch Schattenstab (alt) oder Polstab (neu). Er ist immer parallel zur Erdachse ausgerichtet. Das bedeutet gleichzeitig, dass der Neigungswinkel der Erdoberfläche abhängig vom Breitengrad ist, auf dem Sie sich befinden. Zieht die Sonne nun über den Horizont, zieht auch der Schatten der Sonnenuhr mit, an dem sich die Uhrzeit auf dem Ziffernblatt ablesen lässt.

Achtung: Die Sonnenuhr geht aber nicht wirklich richtig, wenn man sich im Vergleich dazu mechanische und digitale Uhren anschaut. Da die Bewegung der Sonne nicht gleichmäßig ist, kann die Sonnenuhr auch nicht gleichmäßig die Uhrzeit anzeigen.

Im alten Ägypten und im Mittelalter waren die Fehlzeiten aber nicht wichtig, da die wenigsten Menschen diesen Umstand hätten beweisen können. Es war schlichtweg egal, ob die tatsächliche Uhrzeit +/- 15 Minuten von der angezeigten Uhrzeit abwich, da es zu diesem Zeitpunkt keine besseren Uhren gegeben hat.

Was sind die Vor- und Nachteile von Sonnenuhren?

  • die Uhrzeit kann jederzeit festgestellt werden
  • sie funktioniert nur mit einem Stab und einem Ziffernblatt
  • einfache Handhabung
  • mit ihr kann sogar das Datum festgelegt werden
  • zeigt die wahre Ortszeit an
  • funktioniert nur, wenn es sonnig bzw hell genug ist
  • läuft nicht zu 100% genau, es kann Abweichungen von bis zu 15 Minuten geben

Werden Sonnenuhren auch heute noch benutzt?

Früher waren Sonnenuhren sehr wichtig. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts orientierten sich alle Menschen an ihnen. Danach gab es einen Umbruch, weil die mechanischen Uhren erfunden wurden, die natürlich viel genauer gingen. So war die Sonnenuhr nicht mehr gefragt.

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Heute werden Sonnenuhren oft nur benutzt, um Schülern in der Schule die Uhr näher zu bringen. Auch als Ausstellungsstücke, Wandverschönerungen oder Sehenswürdigkeit werden sie oft gesichtet. Sie sind zum Objekt in der Kunst und Mathematik geworden. Beliebt ist die Sonnenuhr aber in Kombination mit einem Kompass als Klappsonnenuhr, um sich beim Wandern orientieren zu können.

Bildnachweise: Adobe Stock / Inga Nielsen, Amazon/ Esschert Design

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