MATERIALRECHERCHE - SUCHERGEBNISSE
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Schwarzes Loch
© Event Horizon Telescope (EHT) collaboration
Die Existenz Schwarzer Löcher wurde in den letzten Jahren experimentell zementiert. Sie befinden sich unter anderem im Zentrum der meisten Galaxien und sind eine Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie sowie moderner Sternentwicklungsmodelle. Wahrscheinlich werden die meisten den Begriff Schwarze Löcher bereits aus den Medien, aus Filmen oder aus der Literatur kennen. Aber was sind Schwarze Löcher? Wie entstehen sie, und wie kann man sie nachweisen? Das vorliegende Material geht diesen und weiteren Fragen auf den Grund.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik
Thema: Galaxien, Mechanik, Relativitätstheorie, Sterne, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Schwarze Löcher, M87, Fluchtgeschwindigkeiten, Schwarzschildradien, Endstadien der Sternenentwicklung, Hawking-Strahlung, Sagittarius A*, 3. Keplersches Gesetz, Milchstraßensystem, extragalaktische Astronomie, Gravitation, Allgemeine Relativitätstheorie, Fluchtgeschwindigkeit, Formelumstellung, Formeln und Einheiten, Recherche,Ergebnissebeurteilen,Formalismenanwenden, Diskussionsaufgaben, Gedankenexperiment zu Schwarzem Loch, Einzelarbeit, Partner- und Gruppenarbeit, Plenum, Projektarbeit, Übungsaufgaben zum Thema 'Schwarze Löcher‘
Saturnmond Mimas
© NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute - Diese Mediendatei wurde vom Jet Propulsion Lab der US-amerikanischen National Aeronautics and Space Admini- stration (NASA) unter der Datei-ID PIA12570 kategorisiert., Gemeinfrei, https://commons. wikimedia.org/w/index.php?curid= 10371541
Flüssiges Wasser gilt als das Elixier des Lebens. Schon deswegen ist das Aufspüren von Wasser im Weltraum immer auch mit dem Hintergedanken der Suche nach Leben verbunden. Aus irdischer Sicht könnten wir die Vorstellung entwickeln, dass die Erde ein mit Wasser gesegneter Himmelskörper ist. Ist dem wirklich so? Befindet sich die Erde im Sonnensystem an einem wasserreichen Ort (wobei natürlich auch Wassereis einbezogen wird)? Dieser Frage wollen wir im WIS-Beitrag nachgehen. Schüler können sich der Beantwortung der Frage, wie das Wasser (in allen Aggregatzuständen) im Sonnensystem verteilt ist selbst nähern, indem sie Daten recherchieren, kleine Rechnungen durchführen und die Ergebnisse grafisch auswerten. In SuW erscheinen immer wieder Nachrichten, die Bezüge zum Wasservorkommen im Sonnensystem haben (so z. B. im aktuellen Heft 6/2022: „Venusatmosphäre zu trocken für Leben“ und im kommenden Heft 7/2022: „Ein Wasserozean im Inneren von Mimas?“.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Informatik, Mathematik
Thema: Kleinkörper, Mechanik, Planeten, Unterrichtsmittel, Kompetenzen
Stichwort: Sonnensystem, Wasser im Sonnensystem, Klassifikation der solaren Himmelskörper, Eisriesen, Eismonde, Europa, Mimas, Triton, Polkappen des Mars, Merkur, Radius-Dichte-Diagramm, Schalenaufbau von differenzierten Himmelskörpern, Volumina von Kreiszylinder, Kugel und Kugelschale computergestützte Erfassung und Auswertung von Daten mittels EXCEL, Recherchieren von Daten, Berechnen von Volumina und Dichte, computergestütztes Erstellen von Diagrammen, Interpretieren von Diagrammen, Arbeitsblatt, EXCEL-Datei, Dichte, mittlere Dichte
sehr alte (1853) Ein-Dollar-Banknote
© WIS-2022-02
Den Begriff ‚Gleichgewicht‘ nutzen wir in vielfältiger Art und Weise. So z. B. reden wir vom seelischen Gleichgewicht, vom Gleichgewicht des Schreckens oder vom ökologischen Gleichgewicht. Auch die Stabilität unserer physikalischen Welt und ganz speziell unserer kosmischen Welt bedarf aber eines Gleichgewichts. Dieser Beitrag gibt Anregungen zur Beschäftigung mit dem physikalischen Gleichgewicht des Archimedes, mit Schwerpunkten von einfachen Flächen und von kosmischen Systemen sowie mit Gleichgewichtsorten im All nach Lagrange.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Informatik, Mathematik, Sprache
Thema: Kleinkörper, Mechanik, Unterrichtsmittel, Kompetenzen
Stichwort: Hebelgesetz, Schwerpunkt, Gleichgewicht, Goldene Regel der Mechanik, Trojaner, Lagrangepunkte, Drei-Körper-Umlauf, Schwerpunkt von ebenen Dreiecken und Vierecken, Geogebra Synonym ‚Trojaner‘, Konstruktionen von Schwerpunkten, Experimente zur Schwerpunktsbestimmung, Rechnungen mit dem Hebelgesetz, Arbeitsaufträge, Mindmap
Parallaxenmethode
© UniLab Adlershof
Nachdem lange Zeit gestritten wurde, ob Kometen überhaupt zum Sternhimmel gehören oder vielleicht doch nur atmosphärische Erscheinungen sind, konnte schon im Jahr 1577 durch Tycho Brahe gezeigt werden, dass ein damals weithin sichtbarer Komet sogar viel weiter entfernt sein musste als der Mond. Für Schüler kann die Frage durchaus spannend sein wie man auf die heute scheinbar selbstverständlichen Entfernungsangaben kommt, wie z. B. für den in SuW 5/2022 (Brennpunkt 2172) erwähnten Riesenkometen C/2014 UN271. In diesem WIS-Beitrag sollen zwei Möglichkeiten präsentiert werden, für Schüler*innen ohne astronomische Vorkenntnisse die Entfernungsbestimmung von Objekten des Weltalls modellhaft an terrestrischen Objekten durchzuführen. Die beschriebenen Versuche werden im Schülerlabor UniLab der Didaktik der Physik der Humboldt-Universität zu Berlin als Tagesveranstaltung für Schülerinnen und Schüler ab Klasse 10 durchgeführt.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik
Thema: Optik, Positionsastronomie, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen, Geschichte der Astronomie
Stichwort: Geometrische und photometrische Entfernungsbestimmung, Parallaxenmethode, Standardkerze, Friedrich Wilhelm Bessel, erste Entfernungsbestimmung für einen Stern, Abstandsquadrat-Gesetz, elektrische Leistung, Strahlungsintensität, photometrische Messungen an Glühlampen, Thermosäule,Trigonometrie, Tangens, Winkelbeziehungen, Stufenwinkel, Winkelsumme im Dreieck, Kugeloberfläche,, Ausgewählte Grundlagen astronomischer Entfernungsbestimmung Modellexperimente, Schüler praktizieren Parallaxenmessung bei einem terrestrischen Objekt, Gruppenarbeit (ca. 4,5 h), Arbeitsblätter, Film
Einsteinring
© ESA/Hubble und NASA
Die Schwerkraft spielt eine wichtige Rolle in der Astronomie und im Alltag. Das Newtonsche Gravitationsgesetz und die Keplerschen Gesetze, die den Einfluss der Schwerkraft auf Massen beschreiben, gehören somit zum Kernstoff des Physikunterrichts. Aber wie verhält sich eigentlich Licht in einem Gravitationsfeld? Die Antwort auf diese Frage ist facettenreich und bietet viele erstaunliche Einblicke ins Universum. In diesem WIS-Beitrag tauchen wir in eines dieser Aspekte ein: Gravitationslinsen. Durch den Gravitationslinseneffekt können mehrere verzerrte Bilder desselben Objekts am Himmel zu sehen sein. Am Firmament ist nicht alles wie auf den ersten Blick scheint!
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik
Thema: Galaxien, Kosmos, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Gravitationslinsen, Eddington-Experiment, Dunkle Materie, Milchstraße, Galaxienhaufen, Einstein-Ring, Einstein-Kreuz, Mikrolinseneffekt, Gravitation, allgemeine Relativitätstheorie, Licht im Gravitationsfeld, Größen und Einheiten, Winkel- und Bogenmaß, Rechenaufgaben, Ergebnisse beurteilen, Diagramme erstellen und verstehen, Recherchen durchführen, Projektarbeit, Einzelarbeit, Partner- und Gruppenarbeit, Plenum, Diskussionsaufgaben, Übungsaufgaben zum Thema ‚Gravitationslinsen‘
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