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WiS - Wissenschaft in die Schulen!
Relativitätstheorie
Relativitätstheorie: Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie

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Ute Kraus
Die Frage nach der Masse des Schwarzen Lochs im Zentrum des Milchstraßensystems wird im folgenden von zwei Seiten angegangen. Eine einfache Rechnung liefert eine Abschätzung. Und eine Computersimulation setzt dieses Schwarze Loch an die Stelle der Sonne und zeigt, wie groß es von der Erde aus aussähe.
Zielgruppe: Oberstufe
Fächer: Astronomie, Fächerverknüpfung, Physik
Fachgebiete: Astro-Ma, Mechanik, Relativitätstheorie, Sterne
Themen: 2. kosmische Geschwindigkeit (Entweichgeschwindigkeit), Energieerhaltung, Gravitationsgesetz, Lichtablenkung, Projektion, Schwarze Löcher

Dirk Brockmann
Im Folgenden werden Möglichkeiten zur Veranschaulichung des von Einstein im Rahmen seiner allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagten Effektes der Lichtablenkung in Gravitationsfeldern vorgestellt. Danach wird eine Anleitung zur Auswertung von Beobachtungsdaten von Sternfehlpositionen während der Sonnenfinsternis von 1922 gegeben.
Zielgruppe: Oberstufe
Fächer: Astronomie, Fächerverknüpfung, Physik
Fachgebiete: Astro-Ma, Kosmos, Relativitätstheorie
Themen: Allgemeine Relativitätstheorie, Datenauswertung mit dem Taschenrechner, Gravitation, Lichtablenkung, Potentialtrichter, Raumkrümmung, Trigonometrie

Joachim Michael Wallasch
Nach dem Erinnern an einige Aspekte der Physik der Gamma-Strahlung werden Experimente vorgestellt, die das Prinzip der "Gamma-Fotografie" verdeutlichen.
Zielgruppe: Oberstufe
Fächer: Astronomie, Fächerverknüpfung, Physik
Fachgebiete: Astro-Ph, Astro-Phil, Astro-Politik, Kosmos, Optik, Quantenphysik, Relativitätstheorie
Themen: Coded-Mask-Verfahren, Comptoneffekt, Lochkamera, Photoeffekt, radioaktiver Zerfall, Schlitzkamera, Vertrag zum Stopp von Kernwaffentests

Oliver Schwarz, Wolfram Winnenburg, Julia Dück
Schon mit Hilfe der Physik der Abiturstufe kann man eine ganze Reihe kosmologischer Fragen erörtern und sogar Aufgaben dazu rechnen. Nachfolgend sind einige Beispiele hierfür angegeben, die sich hauptsächlich auf die kosmologische Hintergrundstrahlung beziehen.
Zielgruppe: Oberstufe
Fächer: Astronomie, Physik
Fachgebiete: Astro-Ma, Astro-Ph, Kosmos, Quantenphysik, Relativitätstheorie, Thermodynamik
Themen: 1. Hauptsatz der Thermodynamik, adiabatische Zustandsänderung, Bohrsches Atommodell, Comptoneffekt, Expansion des Kosmos, Kosmische Hintergrundstrahlung, Plancksches Strahlungsgesetz, Schwarzer Körper, Stefan-Boltzmann-Gesetz, Strukturbildung

Ute Kraus
Beim Spiel mit einem virtuellen Schwarzen Loch kann man in der Computersimulation mit den Auswirkungen der gravitativen Lichtablenkung experimentieren. Dazu wird hier ein zweiteiliges Arbeitsblatt vorgestellt, das Schülerinnen und Schüler wahlweise in der Ausstellung „Einstein on Tour“ oder im Internet bearbeiten können.
Zielgruppe: Oberstufe
Fächer: Astronomie, Fächerverknüpfung, Physik
Fachgebiete: Astro-Informatik, Galaxien, Kosmos, Relativitätstheorie, Sterne
Themen: Computersimulation, Dunkle Materie, Gravitationslinsen, Lichtablenkung, Schwarze Löcher

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