Jeden Tag beobachten wir, dass die Sonne im Osten aufgeht und im Westen wieder untergeht. So war man bis ins späte Mittelalter überzeugt, es wird Tag und Nacht, weil die Sonne aufgeht, über den Himmel „wandert“ und schließlich hinter dem Horizont „verschwindet“, wodurch Nacht wird.
Inzwischen wird (richtigerweise) gelehrt, dass Tag und Nacht durch die Eigen-Rotation der Erde entstehen, wobei immer nur eine Erdhälfte der Sonne zugewandt ist.
In Deutschland können wir beobachten, dass die Sonne im Osten auf- und im Westen untergeht. Dabei steht -wie eingangs beschrieben – die Sonne still, während sich die Erde sich einmal in 24 Stunden um sich selbst. Daher wird (wie in nachfolgender Abbildung gezeigt) immer eine Seite der Erdkugel von der Sonne beleuchtet. Auf der „beleuchteten“ Seite ist es Tag, während es auf der von der Sonne abgewandten Seite Nacht ist.
Entstehung von Tag und Nacht
Die Entstehung von Tag und Nacht kannst du auch mit einem einfachen Experiment nachstellen. Dazu nimmst du eine (große) Kugel strahlst diese von der Seite mit einer Taschenlampe an. Dabei wirst du feststellen, dass die der Taschenlampe zugewandte „Kugelseite“ hell ist, während es auf der abgewandten Seite „dunkel“ ist (die Seite liegt im Schatten). Drehst du nun die Kugel, so gelangt die Kugelseite ins Licht, die vorher im Dunkeln lag. So funktioniert auch der Tag-Nacht-Rhythmus auf der Erde.
Wie wir gesehen haben, ist die Entstehung von Tag und Nacht auf der Erde durch die Rotation der Erde um ihre eigene Achse zurückzuführen. Dabei wird eine Erdseite von der Sonne beleuchtet (Tag) und die andere Seite nicht (Nacht). Der Zeitraum einer ganzen Umdrehung der Erde beträgt 24 Stunden. Daher könnte man vermuten, dass ein Tag und eine Nacht jeweils 12 Stunden dauern (2 4 Stunden : 2). Am und in der Nähe des Äquators dauert ein Tag bzw. eine Nacht auch annähernd 12 Stunden. In anderen Gegenden der Erde (beispielsweise in Deutschland) gibt es über das Jahr gesehen, deutliche Unterschiede zwischen Tag- und Nacht-Dauer. So sind die Tage (in Deutschland) im Sommer länger als 12 Stunden, während es im Winter umgekehrt ist.
Die Tageslänge ist abhängig von der Position, in der die Erde der Sonne zugewandt ist. Im Kapitel „Entstehung der Jahreszeiten“ befassen wir uns näher mit dem Phänomen, dass die Erdachse gegenüber der Sonne geneigt ist. Die Achse, um die sich die Erde innerhalb von 24 Stunden einmal dreht, steht nicht genau senkrecht auf der Kreisbahn bzw. der Ebene, in der die Erde um die Sonne kreist, sondern ist um etwa 23,5 Grad geneigt. Daher scheint die Sonne mal „steiler“ auf die Nordhalbkugel und mal die Südhalbkugel und wodurch dieses Gebiet länger von der Sonne beschienen wird. Im Sommer treffen die Sonnenstrahlen steiler auf die Erdoberfläche der Nordhalbkugel, wodurch die Tage länger als 12 Stunden bzw. die Nächte sind.