MATERIALRECHERCHE - SUCHERGEBNISSE
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Klassenstufe: Grundschule   Unterstufe   Mittelstufe   Oberstufe
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Swing by
© ESA/AOES
Nahezu alle interplanetaren Raumsonden nutzen die Swing-by-Technik, um tiefer in den Weltraum vorzustoßen oder eine Nutzlast, die selbst für die stärkste Trägerrakete zu schwer ist, zum Ziel zu bringen. Die breite Öffentlichkeit hat das zwar zur Kenntnis genommen, hat jedoch keine oder nur verschwommene Vorstellungen von dem, was da geschieht. Dem Schüler Daniel geht es genauso, aber er empfindet das als ernsten Mangel. Er sucht seinen Freund, den Studenten Jan, auf und beide klären die Zusammenhänge in einem Gespräch.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik, Physik
Thema: Mechanik, Planeten, Raumfahrt
Stichwort: Zweikörperproblem, Keplerbahnen, Hyperbeln, Näherungslösung Dreikörperproblem, Wirkungssphären, charakteristische Geschwin- digkeiten, Nutzlast, Swing-by, Bezugssysteme, Relativgeschwindigkeit, Energie- und Impulserhal- tung, Stöße, Konstruktion Hyperbel, Asymptote
Flaschenglobus
© Olaf Fischer
Tag für Tag erhellt sie unseren Lebensraum. Wie ändern sich ihre Auf- und Untergangsorte am Horizont? Und wie hängt dies alles vom Beobachtungsstandort auf der Erde ab?
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Geowissenschaften, Mathematik
Thema: Positionsastronomie, Naturphänomene erschließen, Sonne
Stichwort: Scheinbare Himmelskugel, Polachse, Polhöhe, Himmelspole und Himmelsäquator, mathematischer Horizont, Aufgang, Untergang, Süddurchgang, Erdrotation und scheinbare tägliche Bewegung der Himmelsobjekte, Erdumlauf und scheinbare jährliche Bewegung der Sonne, Ekliptik, Orte der Sonne bei Beginn der Jahreszeiten, Höhenwinkel, räumliche Geometrie: Ebene, Tangentialebene, Schnittlinie zwischen Kugel und Ebene, ebene Geometrie: Scheitelwinkel, Nebenwinkel, Winkelsumme im rechtwinkligen Dreieck, Erdglobus, Erdrotation, Erdachse und ihre 23,5°-Neigung zur Umlaufebene, Pole und Äquator, Himmelsrichtungen, Breitengrad, Jahreszeiten, Revolution der Erde, Sonnenwagen, geozentrisches Weltbild, antikes Sphärenmodell, Armillarsphäre, Himmelsscheibe von Nebra, Schulung des geometrischen Vorstellungsvermögens, Modell als vereinfachte Widerspiegelung der Realität, Modell „Flaschenglobus“, Unterscheidung zwischen scheinbar und wahr bei der Deutung von Beobachtungen
Äußere Planeten
© Heiko Ulbricht
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.
Fachgebiet(e): Astronomie, Mathematik, Physik
Bezug zu: Geowissenschaften
Thema: Planeten
Stichwort: Planimetrie, Kinematik, Umfang eines Kreises, Satz des Pythagoras und der Sinus im rechtwinkligen Dreieck, Rechnen mit Zehnerpotenzen, gleichförmige Kreisbewegung, Unterscheidung von inneren und äußeren Planeten des Sonnensystems, Unterschiede in der Sichtbarkeit und besonderen Konstellationen, Opposition, Konjunktion und Quadratur des Planeten Mars, Planimetrie und Trigonometrie im Planetensystem, modellhafte Vereinfachung der Planetenbewegung als gleichförmige Kreisbewegung, Rotation und Längengrade der Erde, Lesekompetenz, Schulung des geometrischen Vorstellungsvermögens, Modell als vereinfachte Widerspiegelung der Realität, Umgang mit Einheiten und Zehnerpotenzen
ROSINA - DFMS, das doppelfokussierende Massenspektrometer an Bord von Rosetta
© ESA
Elektrische und magnetische Felder enthüllen die Zusammensetzung
Die Erforschung unseres Sonnensystems mit Hilfe vollautomatischer Raumsonden und ihrer ausgetüftelten Instrumente kann im Unterricht dafür genutzt werden, die Wirkung elektrischer und magnetischer Felder phänomenologisch darzustellen. Konkret wird in diesem Beitrag ein Experiment aus der Kometenmission Rosetta genauer betrachtet. Es ist eines der beiden Massenspektrometer der Instrumenteneinheit ROSINA. Die Möglichkeit, mit Hilfe elektrischer und magnetischer Felder aus einem Gasgemisch die einzelnen Massen aufzutrennen, soll von den Schülerinnen und Schülern der Mittelstufe im ersten Teil der Unterrichtseinheit eigenständig erarbeitet werden. Zusätzlich wird dann im zweiten Teil das Gelernte auf die im SuW-Artikel geschilderte Messung der Argon-Anteile in der Koma des Kometen angewendet.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Chemie, Physik
Thema: Elektromagnetismus, Kleinkörper
Stichwort: Kometen, Entstehung der Erde, Elektrische Felder, Magnetische Felder , Atommodell, Periodensystem, Isotope, Gruppenarbeit, Vorwissen verwenden, Auswertung von Messdiagrammen, Schlussfolgerungen entwickeln, Argumentieren
PG 1302-120 und seinen beiden Begleitgalaxien
© Bahcall, Kirhakos & Schneider 1995
Die Macht der potenziellen Energie bringt Licht ins Dunkel
„Schwarze Löcher – die Macht der potenziellen Energie bringt Licht ins Dunkel“ beschreibt, wie es selbst mit Hilfe der Schulphysik der Mittelstufe möglich ist, sich den interessanten Phänomenen am Rand von Schwarzen Löchern zu nähern und Aussagen über den extremen Zustand dieses finalen Stadiums eines Sterns und seiner Umgebung zu machen. Des Weiteren wird gezeigt, wie scheinbare Widersprüche, so z.B. dass Schwarze Löcher unsichtbar seien oder sofort jegliche Materie in ihrem Umfeld verschlingen, aufgelöst werden können.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Physik
Thema: Galaxien, Mechanik, Quantenphysik, Relativitätstheorie, Sterne
Stichwort: Potenzielle Energie, kinetische Energie, Leuchtkraft, Umwandlungen, Raketengleichung, Kepler-Gesetze, Doppelsternsystem, Modellierung, Formeln anwenden, Methoden übertragen, Zusammenhänge erkennen
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