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© Markus Nielbock, produziert mit stellarium.7
Seit Tausenden von Jahren besegelt der Mensch die Ozeane. Da der Magnetkompass erst im 11. Jh. erfunden wurde, waren astronomische Kenntnisse eine wichtige Errungenschaft, um auf hoher See den Kurs zu bestimmen und zu halten. Im vorliegenden Fall werden Beispiele angeführt, die zeigen, wie man anhand des Laufs der Sterne einen Kurs auch über größere Strecken von einigen hundert Seemeilen halten kann. Sie fanden ihre Anwendung unter anderem während der Bronzezeit im Mittelmeer. Die Schülerinnen und Schüler vollziehen diese Techniken anhand von zwei Aktivitäten nach. Sie nutzen zirkumpolare Sterne und Konstellationen, um den Breitengrad zu bestimmen. Weiterhin erstellen und nutzen sie einen Sternenkompass, der für ihren Breitengrad die Azimute von hellen Sternaufgängen anzeigt.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Geowissenschaften, Gesellschaftskunde, Sprache
Thema: Positionsastronomie, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen, Astropraxis, Geschichte der Astronomie
Stichwort: zirkumpolare Sterne und Konstellationen, Orientierung, Beob- achtung, Polhöhe, Sternenkompass, Azimut, Kurs, Peilung, Ozeane, Mittelmeer, Europa, Breitengrad, Polarkreis, Wendekrei- se, Äquator, Pole Bronzezeit, klassische Antike verstehendes Hören: Englisch, Französisch, Fachwissen, Erkenntnis (zirkumpolares Himmelsgebiet einzeich- nen, Sternenkompass erstellen), Wissensvernetzung, Prakti- kumsaufgabe, Projektarbeit, Gruppenarbeit, Videos, Animatio- nen, Sammlungen von Verständnisfragen, Arbeitsblätter
Jupitermonde
© Stellarium
Ein Beobachtungsprojekt zu den Jupitermonden mit Hilfe der Planetariumssoftware stellarium
Beobachtungsaufgaben sind im Astronomieunterricht allenfalls im Bereich der elementaren Himmelskunde möglich – es sei denn, die Schule verfügt über ein Teleskop. Aber selbst dann wird es nicht gelingen, eine ganze Klasse teleskopbasiert arbeiten zu lassen. Anders jedoch, wenn man mit Hilfe von Software den Blick durchs Teleskop simuliert! Der vorliegende WIS-Artikel formuliert Beobachtungsaufgaben (plus Tipps bzw. Hilfen) bezüglich Jupiter und seiner Monde im Allgemeinen und Io im Besonderen. Neben allgemeinen Aufgaben und der Problematik einer möglichst exakten Bestimmung der synodischen Umlaufzeit von Io be-schäftigen sich die SuS auch mit der historischen Messung der Lichtgeschwindigkeit durch Römer 1676. Dabei wird zwar auch mit Stift und Papier gearbeitet, vor allem aber durchs virtuelle Teleskop geschaut.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Informatik, NwT, Physik
Thema: Kleinkörper, Optik, Planeten, Unterrichtsmittel
Stichwort: Jupiter, Jupitermonde, Io, Planetenkonstellationen: Opposition und Konjunktion, siderische und synodische Umlaufzeit, Aufbau, Funktionsweise eines Teleskops, Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit, Teleskopmontierungen Umgang mit Planetariums-Software, stellarium, Arbeitsblätter: Beobachtungsaufgaben plus Hilfen
Beteigeuze
© ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / E. O’Gorman / P. Kervella.
Der folgende WIS-Beitrag beinhaltet eine kleine Aufgabensammlung rund um den markantesten Stern im Sternbild Orion. Neben "klassischen" Rechenaufgaben wie der Entfernungsbestimmung mittels trigonometrischer Parallaxe und der Volumenberechnung gibt es auch Aufgaben zur Lebenswegbestimmung im Hertzsprung-Russell-Diagramm sowie Aufgaben aus dem Bereich der Geographie, die mit "ganz irdischen" Satellitenaufnahmen gelöst werden müssen. Beteigeuze (offiziell: Betelgeuse) zählt zu der Klasse der „Roten Überriesen“. Trotz seines jungen Alters von gerademal 10 Millionen Jahren steht er bereits am Ende seines Lebensweges und wird in kosmologisch kurzer Zeit (einige 1.000 bis 100.000 Jahre) in einer gewaltigen Supernova enden. Die vorliegenden Materialien beziehen sich auf den SuW-Artikel „Ein Blick auf Beteigeuze“ (09/2017) und dienen der Vertiefung der dargestellten Ergebnisse. Es empfiehlt sich daher, den SuW-Artikel vorab im Unterricht zu thematisieren.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Geowissenschaften, Mathematik
Thema: Positionsastronomie, Sterne, Unterrichtsmittel, Kompetenzen
Stichwort: Beteigeuze, Hertzsprung-Russell-Diagramm, Entfernungsbestimmung, Trigonometrische Parallaxe, Volumenberechnung Arbeiten mit Satellitenkarten, Entfernungsbestimmung, Höhenmessung, Erweiterung und Vertiefung des Fachwissens, Arbeitsblatt
Zahlen
© Uwe Herbstmeier
Exotische Welten spiegeln sich in außergewöhnlichen Zahlen. Artikel über Astronomie sind voll davon. Wir lesen die Zahlen und bleiben oft blind für die eigentlichen Größenordnungen. Gerade für Schüler in der Unterstufe sind die Erweiterung des Zahlenraums, das einfache Handhaben von physikalischen Einheiten und das Gefühl für die Größenordnungen unserer Welt grundlegende Elemente im Unterricht. Mit Hilfe der genau betrachteten Informationen zum Exoplaneten KELT-11b wollen wir uns hier den Besonderheiten dieser Zahlen annähern - für sich allein genommen, aber auch im Vergleich mit Zahlen unserer mehr oder weniger gewohnten Umgebung. Und nebenbei lernen wir unsere Welt dabei etwas genauer kennen.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik, Physik
Thema: Planeten, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Exoplanet KELT 11-b, Große Zahlen, Einheiten, Vergleichen, Hypothesen entwickeln und begründen, Modelle entwickeln, Vergleich als grundlegende Technik naturwissen- schaftlichen Arbeitens, Textverständnis, Arbeitsblatt, Gruppenarbeit
Mondaufbau
© NAOJ / SuW-Grafik
Im folgenden WIS-Beitrag steht der Begriff der Erstarrungswärme bzw. Kristallisationswärme im Zentrum. Dazu werden einfache Experimente zur Bestimmung der spezifischen Erstarrungswärme (von Natriumacetat-Trihydrat und Paraffin) und Rechnungen (Kristallisationswärme im Mond und bei der „Eisheizung“) vorgestellt. Es wird gezeigt, dass die latente Wärme im Inneren des Mondes aber auch im Inneren eines Wassertanks einer sogenannten Eisheizung zum Heizen beitragen kann. Ein Mini-Mondalbum, welches die Entwicklung des Mondinneren zeigt, kann hergestellt werden. Abschließend folgen einige fachliche und fachbegriffliche Bemerkungen. In Bezug auf den Beitrag „Wie entstand das Magnetfeld des Mondes?“ in SuW 7/2017, Rubrik „Blick in die Forschung: Nachrichten“
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik, Physik
Thema: Kleinkörper, Planeten, Thermodynamik, Unterrichtsmittel, Kompetenzen
Stichwort: Aufbau des Mondes, Entwicklung der inneren Struktur des Mondes, Schalen- struktur eines Himmelskörpers, Wärmelehre, Aggregatzustandsänderung, Erstarren, Erstarrungswärme, Kri- stallisationswärme, fühlbare und latente Wärme, Handwärmer, Eisheizung, Eisspeicher, Paraffinspeicher, Latentwärmespeicher, Umrechnen von Volumeneinheiten, Rechnen mit großen Zahlen, Zahlennamen, physikalische Gesetze anwenden, Berechnungen durchführen, experimentieren, Daten recherchieren, schematisches Bild interpretieren, Mini-Mondalbum herstellen, Alltagssprache und Fachsprache, Vergleich mit weltweitem Energiebedarf, Aufgaben, Experimentieranleitungen, Vorlage für Mini-Mondalbum
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