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Lunarium
© Olaf Fischer & Stephan Edinger
Erkennen und verstehen der Abfolge von Sonnen- und Mondfinsternissen
Finsternisse kommen häufiger vor als es die meisten Menschen meinen. Auch treten sie nicht während beliebiger Neu- oder Vollmondphasen im Jahr verteilt, sondern saisonal gehäuft (aber auch nicht zu einem festen Zeitraum des Jahres) auf. Die zweite Finsternis-Saison in 2018 beginnt am 13. Juli mit einer in Südaustralien sichtbaren partiellen Sonnenfinsternis, wird gefolgt von einer totalen Mondfins- ternis am 27. Juli (siehe SuW-Beitrag, S. 68-72) und endet wieder mit einer partiellen Sonnenfinster- nis am 11. August (sichtbar in Skandinavien). Die Abfolge der Sonnen- und Mondfinsternisse lässt sich gut im sogenannten Finsternis-Diagramm erkennen. Im folgenden WIS-Beitrag wird dieses Diagramm zunächst vorgestellt und anschließend am Beispiel interpretiert. Zur Interpretation wird das Anschauungsmodell „Lunarium“ eingeführt und genutzt. Diese für den Lehrer wichtigen Informationen münden in ein Arbeitsblatt, welches mit Schü- lern getestet wurde (siehe Unterrichtserfahrungen).
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik
Thema: Mechanik, Positionsastronomie, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lernpsychologie
Modell des Sonnensystems
© Carolin Liefke
Maßstabsgetreue Modelle helfen dabei, sowohl die Größen der Planeten als auch die Dimensionen des Sonnensystems als Ganzes zu verdeutlichen und damit den Anblick dieser Himmelskörper mit und ohne Fernrohr anschaulich werden zu lassen. Oftmals kommen hierbei aus praktischen Gründen allerdings unterschiedliche Maßstäbe für die Größen und die Abstände der Planeten zum Einsatz, was insbesondere bei jüngeren Schülern leicht zu Missverständnissen führen kann. Dieses WIS-Material gibt Hinweise zum Bau eines Modells, das dieses Problem umgeht und zeigt anhand von Beispielen werden mögliche Lernziele für verschiedene Altersstufen auf.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Geowissenschaften, Mathematik, Physik
Thema: Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Aufbau des Sonnensystems, Größenverhältnisse und Abstände von Himmelskörpern, Astronomische Einheit, Keplersche Gesetze, Strahlensatz, Verhältnisgleichung und Maßstab, Winkeldurchmesser, Sonnensystem, Anwendungen von Größenverhältnissen und Maßstab, Modelle und Modellbau, Planetensystem-Modell, Gruppenpuzzle
Venus
© NASA
Im WIS-Beitrag soll ein Überblick gegeben werden über die Erforschung der Venus sowie über wesentliche Ergebnisse gewonnen durch Astronomie und Raumfahrt. Desweiteren werden einige Beobachtungsaufgaben angeregt.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Geowissenschaften, Gesellschaftskunde
Thema: Mechanik, Planeten, Raumfahrt, Kompetenzen
Stichwort: Planeten, Aufbau Sonnensystem, Entwicklung Raumfahrttechnik, Swingby-Manöver, Gravitation, Swingby, Aufbau und Entwicklung Planeten, Technikentwicklung, Mythologie, Kategorisieren und Vergleich von Objekten, Kriterienauswahl Beispiel der Raumfahrttechnik und deren Entwicklung, Beobachtungsaufgaben
Solarsegel
© NASA
Der Begriff „Sonnensegel“ im Sinne der Raumfahrt (engl.: SSP - solar sail propulsion) entstand Ende der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts, obwohl die Idee dahinter schon älter ist. Die Photonen des Sonnenlichts sollen durch Reflexion an der Segelfläche den Vortrieb einer mitgeführten Sonde erzeugen. Ein großer Vorteil ist, dass man auf mitzuführende Treibstoffe verzichten kann.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Chemie, Mathematik, Physik, Sprache
Thema: Mechanik, Quantenphysik, Raumfahrt, Unterrichtsmittel, Kompetenzen
Stichwort: Missionen ohne Treibstoff, Interstellare Raumflüge, Sonnensegel, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Newtons Grundgesetz F = m ∙ a, Strahlungsenergie, Leistung, Lichtquanten, Photonenimpuls, Berechnungen, Materialeigenschaften, englischsprachige Originalliteratur lesen, Fachwissen Physik und Mathematik, Interpretation von Anwendungs- bezügen, Entwickeln von Lösungsstrategien, Übersetzung von Originalartikeln in englischer Sprache, Arbeitsblatt
Vermessung der Erdbahn  und Bestimmung der Sonnenmasse
© Markus Mugrauer & Hannes Keppler
Im Rahmen einer Forschungsarbeit wertete Hannes Keppler von der Landesschule Pforta insgesamt 47 Spektren der Wega aus, die am 90-cm-Spiegelteleskop der Universitäts-Sternwarte Jena in einem Zeitraum von knapp 2 Jahren aufgenommen wurden. Er ermittelte aus den Spektren die Radialgeschwindigkeiten und bestimmte aus diesen schließlich die Erdbahnparameter und die Sonnenmasse. Im Folgenden sollen die Grundlagen, der Auswertegang und die Ergebnisse beschrieben werden.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik, Physik
Thema: Optik, Planeten, Quantenphysik, Sterne, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen, Astropraxis
Stichwort: Erdbahnellipse, Kepler‘sche Gesetze, Venustransit, Astrospek- troskopie, Wegaspektrum, Radialgeschwindigkeit, Dopplerver- schiebung, Bestimmung der Erdbahngeschwindigkeit und der Sonnenmasse, Balmerlinien, Bohr’sches Atommodell, Dopplereffekt, Sphärische Trigonometrie, Minimierung der quadratischen Abweichung, Wiederholung und Festigung von Grundlagenwissen, Analyse von Beobachtungsdaten Schülerforschungsprojekt, Aufgaben
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