Unterrichtsmaterial

Mit der zunehmenden Gewichtung der Quantenmechanik in den Lehrplänen der gymnasialen Kursstufe gewinnt die Heisenberg’sche Unschärferelation eine immer größere Bedeutung. Eine exakte theoretische Herleitung ist auf Schulniveau jedoch problematisch, und ex-perimentell ist diese grundlegende Aussage der Quantenphysik im Unterricht nur schwer zu zeigen. Dies ist bedauerlich, da es für die Vermittlung der Unbestimmtheitsrelation wichtig ist, geeignete Wege zu ihrer Herleitung und Veranschaulichung zu finden.

Der WIS-Beitrag soll Einblicke in die Bewegung und Sichtbarkeitsbedingungen der Planeten geben. Am Beispiel des Mars werden besondere Konstellationen der äußeren Planeten erörtert: Konjunktion, Opposition, Quadratur. Ziel: Die Schüler sollen ihr räumliches Vorstellungsvermögen weiterentwickeln und durch Anwendung von Gesetzen der Planimetrie Strecken und Winkel im Sonnensystem berechnen können.

Ein Forscherteam von der britischen Open University hat ein ungewöhnliches Fünffach-Sternsystem im Sternbild Großer Bär entdeckt. Dieses besteht aus einem Dreifachstern und einem Berührungsdoppelstern, die gravitativ aneinander gebunden sind und somit einen gemeinsamen Schwerpunkt umrunden. In den hier vorliegenden Materialien soll es nun darum gehen, diesen Sachverhalt zu veranschaulichen. Dabei sollen zunächst die Informationen aus dem beiliegenden SuW-Artikel kombiniert mit den Sterndaten aus der Tabelle (siehe Anhang) mittels Skizzieren, Zeichnen oder Modellieren visualisiert werden. In einem zweiten Schritt werden dann die Bewegungen der beiden Sterngruppen innerhalb des Fünffachsystems mithilfe eines Onlinetools simuliert.

Gerade das Ringsystem des Saturns spricht auf besondere Weise das ästhetische Empfinden vieler Menschen an, erst recht seit wir die unglaublich beeindruckenden Bilder der europäisch-amerikanischen Cassini-Huygens-Mission vom „Herrn der Ringe“ bestaunen können. Ist es da nicht enttäuschend zu hören, dass diese wundervollen Ringe in Wirklichkeit nichts weiter als um einen Zentralkörper kreisende Gesteins- und Eisbrocken sind? Im vorliegenden Artikel geht der Autor u.a. der Frage nach, was unter dem eben genannten „in Wirklichkeit“ und „nichts weiter als“ zu verstehen ist, und beschreibt eine Unterrichtseinheit für die Sek II, in der es theoretisch wie praktisch um Anspruch und Reichweite der Naturwissenschaften und um einen möglichen Friedensschluss zwischen Naturwissen und Naturerleben geht.

Im folgenden WIS-Beitrag steht ein atemberaubendes Beobachtungsergebnis von ALMA im Brennpunkt – die detaillierte Abbildung einer protoplanetaren Scheibe um einen entstehenden Stern – die potentielle Geburtsstätte für Planeten. Neben Beschreibungen und Erklärungen werden vor allem verschiedenartige Aktivitäten (Rechnungen zur Ma und Ph, Arbeit mit Karten, Bildauswertung, Diagramminterpretation, Papiermodell, Quartett) für Schüler angeboten, um diese Beobachtung und damit im Zusammenhang stehende Inhalte (insbesondere die Sternentstehung) besser zu verstehen, auch indem sie den Nutzen des Schulwissen entdecken. Der Wert von Kenntnissen auf verschiedenen Gebieten (Sprache, Mathematik, Naturwis-senschaft, Technik) wird spürbar. Der Beitrag eignet sich als Grundlage für Schülervorträge, die Arbeit in einer AG, wie auch für den Fachunterricht in der Oberstufe.