Nachfolgend wollen wir, quasi spielerisch, mit den Mitteln der Schulphysik den Bau eines fiktiven Mondobservatoriums teilweise „projektieren“. Die Hoffnung für den Unterricht besteht darin, dass durch die Wahl dieses Themas physikalische Inhalte für Schüler ansprechend und motivierend verpackt werden.

Das makroskopische Phänomen der Planetenentstehung wird mit den mikroskopischen Erscheinungen der Brownschen Bewegung und der zwischenmolekularen Kräfte in Verbindung gebracht.

Warum hat der Titan eine Atmosphäre und der Mond keine? Diese Frage könnte Motivation sein, die Gasteilchenbewegung näher zu betrachten oder das physikalische Verständnis der Situation zu testen. Desweiteren sollen eine Astroaufnahme von Titan und der klare Nachthimmel Gelegenheit für eigenes Entdecken bieten.

Die Einführung und Behandlung von thermodynamischen Zustandsgrößen ist eine wichtige Aufgabe des Physikunterrichtes. Dank verschiedener Messgeräte gestaltet sich beispielsweise die Bestimmung von Druck und Temperatur im Schulunterricht zumeist unspektakulär, fast möchte man sagen - langweilig. Angesichts dieser Tatsache liegt die Frage nahe, wie man etwa einer Temperaturmessung anregende und motivierende Aspekte abgewinnen kann. Wie ein Blick zur Astronomie lehrt, werden dort Zustandsgrößen an der Oberfläche kosmischer Objekte gemessen, ohne einen Kontakt zwischen Messgerät und Messobjekt herzustellen, ausschließlich indem man die von den Himmelskörpern ausgehende Strahlung analysiert. Um aber tiefgründig zu verstehen, wie diese Analyse erfolgt, sind Kenntnisse aus der Optik, der Atomphysik und der Thermodynamik erforderlich. Empfehlenswert ist ein „Ausflug“ in die Astronomie bei der Behandlung thermodynamischer Zustandsgrößen deshalb vor allem in der Abiturstufe. Wir betrachten nachfolgend als Beispiel die Temperaturbestimmung von Sternen.

In praktisch allen ausgedehnten Gas- oder Flüssigkeitsmassen, die unter dem Einfluss der Schwerkraft stehen, kann man Konvektionsprozesse beobachten. Die mögliche Themenspanne für die Erörterung dieses physikalischen Phänomens im Schulunterricht ist dementsprechend groß und umfasst neben dem Wärmeaustausch in der Erdatmosphäre (und damit dem irdischen Klima) und dem Wärmetransport auf der Sonne auch solche Fragen wie Aufwindkraftwerke, das Segelfliegen, die effektive Heizung eines Gebäudes … Das Thema Konvektion ist also ganz hervorragend für den fachübergreifenden Unterricht geeignet, in dem dann als besonders spektakuläres Beispiel die Sonne und ihre Fotosphäre diskutiert werden können. Mithilfe eines einfachen Experimentes kann im Schulunterricht gezeigt werden, dass die Konvektion in der Nähe der Erdoberfläche recht schnell anläuft und dass sie viel Energie übertragen kann.