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Flug zum Mond
© Bernd Loibl
Vor gut einem halben Jahrhundert hat die Menschheit erstmals das Gravitationsfeld ihres Heimatplaneten verlassen und hat sich in das eines anderen Himmelskörpers begeben. Das mag Anlass genug sein, sich einmal näher anzuschauen, wie man die Bahnen der Apollo-Missionen zum Mond berechnen kann. Es zeigt sich, dass man auch ohne tiefere Kenntnisse in höherer Mathematik durchaus zu einem Grundverständnis von interplanetaren Flugbahnen gelangen kann. Mit einem PC und Grundkenntnissen in Tabellenkalkulation kann man gut experimentieren und eigene Bahnen berechnen.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Informatik, Physik
Thema: Raumfahrt
Stichwort: Apollo-Missionen, Flug zum Mond, Swing-by, Gravity-Assist, interplanetare Flugbahn, Bewegung im Gravitationsfeld, Tabellenkalkulation, Näherungsverfahren nach Euler, Halbschrittverfahren, Runge-Kutta-Verfahren, Näherungsverfahren zur Berechnung der Bewegung im Gravitationsfeld, Praktikumsaufgabe, Projektarbeit
ALMA
© Y. Beletsky/ESO
Radioteleskope sind interessante Beobachtungsinstrumente. Obwohl sie wie optische Teleskope das Weltall untersuchen, weisen sie doch einige Unterschiede auf, die sie besonders machen. In dieser kurzen Abhandlung sehen wir uns einige besondere Aspekte davon an. Wir lernen, welche Eigenschaften die räumliche Auflösung grundlegend beeinflussen und warum man mit ihnen sogar die räumliche Verteilung von Materie in drei Dimensionen rekonstruieren kann.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Chemie, Physik
Thema: Optik, Planeten, Quantenphysik, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen, Astropraxis
Stichwort: Radioteleskop, Interferometer, Jupiter, Beugung, Rotationsübergänge, Schwarzer Körper, Moleküle, Berechnungen und Vergleiche durchführen, Arbeitsblatt
Exoplanet
© NASA
Gibt es außerirdisches Leben? Das ist die Frage, die sich Franziska schon immer gestellt hat. Aktuelle Meldungen über erdähnliche Exoplaneten waren der Anlass, dass sie und ihr Mitschüler Daniel den Studenten Jan aufgesucht haben und mit ihm diskutieren. Das didaktische Gespräch geht kurz auf einige der möglichen Untersuchungsmethoden ein, im Schwerpunkt aber auf die wichtigste und erfolgreichste: die Transitmethode.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Biologie, Chemie, Physik
Thema: Mechanik, Planeten, Positionsastronomie, Schwingungen/Wellen, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Exoplanet, Entfernungseinheiten: Lichtjahr, Radialgeschwindigkeitsmethode, Transitmethode, Dopplereffekt: Rot- und Blauverschiebung bei bewegter Lichtquelle, Schwerpunksatz: Fixstern und Exoplanet umkreisen den gemeinsamen Schwerpunkt, Habitable Zone, Gesprächskompetenz, Unterrichtsgespräch, Sokratisches Gespräch (im Sinne von Martin Wagenschein)
Kometenweg
© Uwe Herbstmeier
Der oben genannte Artikel in Sterne und Weltraum 2/2020 berichtet von Namen, die verschiedenen Strukturen auf Pluto gegeben worden sind. Diese wurden oftmals von unserer irdischen Umwelt abgeleitet. Wir drehen hier die Richtung um und lassen die Schülerinnen und Schüler Namen oder Symbole in ihrer Umgebung entdecken, die wir Menschen vom Himmel auf die Erde geholt haben. Das bietet einen Einstieg für die Primar- und frühe Sekundarstufe, sich mit den Objekten des Himmels näher zu beschäftigen. Aber nicht nur das: Was können wir noch aus diesem Wechselspiel lernen? Wie kommen überhaupt die Himmelsobjekte zu ihren Bezeichnungen? Warum wählen wir die Namen bekannter Objekte für die Benennung bzw. Kennzeichnung verschiedener Dinge?
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Gesellschaftskunde, Religion, Sprache
Thema: Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen, Geschichte der Astronomie
Stichwort: Herkunft astronomischer Begriffe, Worte und Begriffe, Wortherkunft, Begriffsbildung, unterschiedliche Bedeutung von Worten, Beschreibung, Zusammenfassung, mythologischer Ursprung einiger astronomischer Bezeichnungen astronomische Begriffe im Alltag, astronomische Symbole im Alltag, Begriffe der Astronomie richtig anwenden Kategorisieren, verschiedene Blickwinkel einnehmen, Zusammenhänge über Fächergrenzen hinweg herstellen, kritisches Hinterfragen, Präsentieren, Berichten, Gruppenarbeit, selbstständige Lernarbeit, Freiarbeit, Arbeit
Sonnenaktivität
© Olaf Hofschulz
In den Jahren 2018 und 2019 sind auf der Sonnenoberfläche so gut wie nie Sonnenflecken be-obachtbar; die Sonne befindet sich offensichtlich im Aktivitätsminimum. Doch auch die inaktive Sonne erlaubt bestimmte Beobachtungen und Messungen, wie z.B. das Phänomen der Mitte-Rand-Verdunklung oder die Bestimmung der Solarkonstante. Darüber hinaus lassen sich mit einem H-Alpha-Teleskop auch in dieser Zeit Aktivitätserscheinungen wie Protuberanzen beobachten. Im vorliegenden WIS-Beitrag für die Sekundarstufe I werden Beobachtungs-, Experimentier- und Forschungsaufgaben zum Thema Sonne in Form eines Arbeitsblattes vorgegeben. Dabei steht die aktuell im Minimum befindliche Sonnenaktivität im Mittelpunkt. Auf Basis von bereitgestellten Fotos bzw. eigener fotografischer Beobachtungen soll die Randverdunklung der aktuell meist fle-ckenlosen Sonne vermessen werden. Anhand selbstständig recherchierter Daten wird die Sonnenak-tivität des letzten Zyklus dokumentiert und grafisch ausgewertet. Weiterhin wird ein Experiment zur Ermittlung der Solarkonstante durchgeführt.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Physik
Thema: Sterne, Astropraxis
Stichwort: Sonne, Aufbau der Sonne, Sonnenaktivität, Mitte-Rand-Verdunklung, Solarkonstante, Einfluss der Sonne auf die Erde, Energie, Wärme, Wärmegleichung, spezifische Wärmekapazität, Auswertung von Bildmaterial, Arbeit mit Diagrammen, Recherchieren von relevanten Informationen und Daten, astronomische Forschungsmethoden, Dokumentation von Beobachtungen und Experimenten, Arbeitsblatt
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