Unterrichtsmaterial

Der wissbegierige Schüler Daniel möchte mehr darüber wissen, was die verschiedenen astronomischen Teleskoptypen voneinander unterscheidet. Im Gespräch mit dem Studenten Jan verschafft er sich darüber Klarheit. Jan zeigt ihm auch, wie er schon mit seinem Schulwissen von der geometrischen Optik manches Problem lösen kann.

Im vorliegenden Material wird mit Hilfe von Experimenten und Analysesoftware gezeigt, wie Signale, die mit bestehenden Technologien bzw. auf Grund physikalischer Grenzen nur unzureichend ausgewertet werden können, durch das Heterodynprinzip doch noch entschlüsselt werden können.

Als Ursache für das begrenzte Auflösungsvermögen optischer Instrumente wird in Schullehrbüchern in der Regel die Trennbarkeit der Beugungsscheibchen zweier Objektpunkte genannt. Der vorliegende Unterrichtsvorschlag möchte die Schülerinnen und Schüler (SuS) der Oberstufe mit zwei alternativen Begründungen/Herleitungen für das begrenzte Auflösungsvermögen bekannt machen. So werden zwar keine wirklich neuen physikalischen Inhalte, sehr wohl aber Neues gelernt.

Zu diesem Beitrag stehen didaktische Materialien zur freien Verfügung. Sie bieten Versuchsanleitungen unterschiedlicher Komplexität zur Veranschaulichung von Sternschwingungen. Sie reichen von einfachen Handexperimenten bis hin zur Materialbestimmung von elastischen Körpern durch die Analyse ihres Schwingungsverhaltens.

Wichtige Begriffe, die die Teleskopleistung beschreiben, werden erörtert. Dem Auflösungsvermögen wird dabei besondere Bedeutung zu. Eine Aufgabensammlung ermöglicht dem Schüler, die zuvor eingeführten Begriffe und physikalischen Formalismen „mit Leben zu erfüllen“.