Analemma- Solens rörelse över himlen under året

Årskurs: 4-6, 7-9, Gymnasiet
Ämnesområde: Astronomi

I det här experimentet följer vi solens rörelse över himlen under ett helt år (!) och ritar upp dess rörelsemönster, ett så kallat analemma. Under året kan man notera att solens höjd varierar. Den står lågt på vintern och högt på sommaren.

Ingen rak linje
Man kan då tänka sig att om man mäter solens läge exakt vid samma tid, till exempel middagstid, under ett antal dagar under årets lopp så kommer dessa punkter att bilda en linje, uppifrån och ner. Experiment kommer dock att visa att så inte är fallet. Istället kommer rörelsemönstret att beskriva en åtta (8) som är lite skev. Experimentet är enkelt att lyckas med och kräver ingen speciell utrustning men däremot en del tålamod.

Material

• Ett fönster i söderläge med fönsterbräda.
• En liten spegel, cirka 2x2 centimeter.
• Dubbelhäftande tejp.
• Icke-permanent penna eller lämplig tejp.
• En klocka.

Experimentet

Experimentet går ut på att reflektera solens ljus i till exempel klassrummets tak med hjälp av en liten spegel. Väj ett fönster åt söder där solen kan lysa in under hela året. Placera den lilla spegeln på fönsterbrädan så att reflexen av solen hamnar på ett ställe i taket där inget annat skymmer (lampor eller dylikt).

Det bästa är om man kan limma/tejpa fast spegeln på fönsterbrädan så att den inte rubbas under året. Om det inte går får man markera med tejp eller en penna var spegeln ska ligga så att den vid varje mätning hamnar på exakt samma ställe.

Sommar- och vintertid
Markera nu solreflexens läge i taket med lämplig penna eller tejp, som kan tas bort eller raderas, en eller två gånger i veckan vid exakt samma klockslag. Tänk på att ta hänsyn till sommar- och vintertid. Skriv ner datumet för varje mätpunkt. Tänk även på att solens höjd varierar mycket under året. Fundera därför på hur stort rummet måste vara för att hela ”åttan” ska få plats.

Låt solen skina och tiden gå. Ganska snart upptäcker ni att solens läge inte varierar längs en rät linje. Så småningom finner man att det faktiskt blir en åtta (8) i taket!

Vad händer?

Eftersom jorden går i en elliptisk bana kring solen så kommer jordens banhastighet att variera något under året. Periodvis går då jorden långsammare än medelsoltiden anger som längden på ett dygn och periodvis också fortare.

Detta gör att vid ett givet tillfälle eller klockslag (på din klocka) kommer solen att vara förskjuten lite åt öster eller åt väster, beroende på när under året man observerar solen. Detta gör att solens position vid ett visst klockslag under året kommer att beskriva en åtta (8) som är lite skev.

Vidare frågeställningar

Man bör ta en diskussion med eleverna om varför det blir just denna form på kurvan och utifrån en modell av en ellips göra det förståligt hur det fungerar.

Andra frågor man kan ställa sig är:

• Hur mycket rör sig solen under en vecka? Varierar det under året? När går det fortast i så fall?
• Efter att ha gjort detta under ett helt år, skulle man kunna använda analemmat som en kalender för det kommande året? Finns det några tillfällen då det blir problematiskt?
• Analemmat är längre i ena riktningen jämfört med denna andra. Hur kan det komma sig?
• Hur skulle jordens bana vara om vi INTE hade fått en analemma-figur? Det vill säga om vi hade fått en rak linje istället?
• Solen vänder i sin rörelse över himlen vid sommarsolståndet och vintersolståndet, men sammanfaller dessa med midsommar och midvinter? Om inte, varför?

(Skapat av Urban Eriksson.)