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Titan
© NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho
Der vorliegende Beitrag erklärt spezifische Oberflächenmerkmale des Saturnmondes Titan und enthält zudem einen Aufgabenpool zu topographischen und geologischen Besonderheiten - inklusive Übun-gen zum Gradnetz, zu Landschaftsformen und ihrer Entstehungsgeschichte sowie einen Blick in das Innere des Trabanten. Die dargestellten Materialien sind sowohl im Astronomie- als auch im Erdkundeunterricht anwendbar.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Geowissenschaften
Thema: Kleinkörper, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Monde, Titan, Landschaftsformen, werten Fachtext aus, ordnen Fachbegriffe zu, führen Vergleich zwischen Gradnetzen und Landschaftsformen auf Erde und Titan durch, Kartenarbeit mit Titankarte, recherchieren im Netz, Einzelarbeit, Partnerarbeit, Stationsarbeit, Lerntheke Arbeitsblätter, Kreuzworträtsel, Schaubild von Titanaufbau geologische Karte von Titan
HR-Diagramm
© O. Fischer / HdA
Das Hertzsprung-Russell-Diagramm (kurz HR-Diagramm oder HRD) ist wohl eins der bedeutendsten Diagramme der Astrophysik, weil es wesentlich zum Verstehen der Zustände und der Entwicklung von Sternen beigetragen hat und dies nach wie vor tut. Diagramme stellen ein starkes Instrument der Erkenntnisgewinnung dar. Mit den geeigneten Größen und richtiger Darstellung treten die Zusammenhänge und Abhängigkeiten von den untersuchten Objekten augenscheinlich hervor. Mit dem HRD lernen die Schüler ein Punkt- bzw. Streu-Diagramm kennen, mit dessen Hilfe sich Beziehungen zwischen zwei die Strahlung eines Sterns beschreibenden Größen und damit Rückschlüsse auf Sternzustände und Sternentwicklung gewinnen lassen. Im WIS-Beitrag geht es nach einem wissenschaftsgeschichtlichen Vorspann vor allem darum, wie Schüler sozusagen auf den Spuren von Hertzsprung und Russell selbst ein HRD erzeugen können. Nach einer händischen Version liegt der Fokus auf einer Version, die mittels Computer die im Internet verfügbaren Sterndaten der Astrometriesatelliten Hipparcos und Gaia dafür nutzt. Abgerundet wird der Beitrag schließlich durch ein Aktivitätsangebot, welches Bezug nimmt auf den historischen Einstieg zu Beginn. Schüler können auf gegebenen Fotoplatten der Sternwarte Sonneberg (V und B) von zwei Sternhaufen selbst die V-Helligkeiten und die Helligkeitsdifferenzen B-V mittels der „Durchmessermethode“ ermitteln und von den selbst gewonnen Daten dann ein FHD erstellen. Im WIS-Beitrag* geht es vor allem um die Aktivität der HRD-Erstellung. Das breite Feld der HRD-Interpretation und –anwendung kann nur gestriffen werden und bietet Raum für einen weiteren WIS-Beitrag.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Informatik, Mathematik, NwT
Thema: Sterne, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Geschichte der Astronomie
Stichwort: Werdegang des HRD, E. Hertzsprung, H.N. Russell, A.C. Maury, A.J. Cannon, „Harvard-Computer“, Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD), Farben-Helligkeits-Diagramm (FHD), HR-Diagrammtypen, HR-Diagrammachsen, FHD-Beispiele, FHD von Plejaden und Hyaden, FHD von Hipparcos- und Gaia-Daten, Ma: Streudiagramm, Logarithmus, logarithmische Achsen Info: Arbeit mit astronomischer Datenbank, Python-Programmierung, Diagrammarbeit, Umgang mit logarithmisch geteilten Achsen, Einstieg ins Programmieren mit Python, Sterndaten aus Katalogen abrufen und verarbeiten, Durchmessermethode zur Bestimmung von Sternhelligkeiten anwenden, Dateien: gescannte Fotoplatten, Sterndaten, Programm-Code, Kopiervorlagen für HRD und FHD
Planetenzeigermodell
© O. Fischer / HdA
Die Herstellung und Nutzung eines Planetenzeigermodells können dabei helfen, den Aufbau des Planetensystems, verschiedene Planetenkonstellationen sowie den schwer vermittelbaren Begriff ‚Ekliptik‘ anschaulich und aktiv zu verinnerlichen. Im folgenden WIS-Beitrag wird ein Planetenzeigermodell in verschiedenen Varianten vorgestellt. Eine Variante, die mit einfachen Mitteln herstellbar ist, wird als Kopiervorlage geliefert. Eine andere Variante (das Deluxe-Ausführung) erfordert mehr Aufwand an Material und Werkzeug. Nach der Vorstellung der Materialien und Herstellungsschritte wird eine Anleitung zur Nutzung des Planetenzeigermodells gegeben. Einige Anwendungen werden dazu exemplarisch vorgestellt, wobei Planetenkonstellationen betrachtet werden, die 2020/2021 noch bevorstehen. Auch die Ekliptiksternbilder, die als „Arena für den Planetenzirkus“ im Planetenzeigermodell ersichtlich sind, werden thematisiert. Für den Modellnutzer wird ersichtlich, dass die Planeten in ihrer Beobachtbarkeit an diese Himmelsregion gebunden sind.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik
Thema: Planeten, Positionsastronomie, Astropraxis
Stichwort: Ekliptik, Ekliptiksternbilder, Ekliptikkoordinaten, Ekliptkiksternkarte, Aufsuchkarte, Planetenbahnen, Planetensystem, Planetensichtbarkeit, Planetenkonstellation, Opposition, Konjunktion, größte Elongation, große Konjunktion, Jahreszeitenanfänge, Addition scheinbarer Helligkeiten, Grenzgröße, Helligkeitsgewinn durch Optik, Aufsuchkarte für Uranus, Winkel, Polarkoordinaten, Nutzung eines Modells zur Ableitung von Erkenntnissen, Übung mit Sternkarte, Herstellung von Modellen, Schülerprojekt, Druck-/Kopiervorlagen, Bauanleitung, Planetenzeigermodell, Aufsuchkarte für Uranus, Ekliptiksternkarte
Stellarium
© N. Fischer / HdA, mit stellariumin.org
Da staunt die Urlauberfamilie aus Deutschland nicht schlecht: obwohl wir alle auf demselben Planeten Erde wohnen und wir alle in denselben Himmel blicken, scheinen der Mond und auch die Sternbilder bei der Safari in Südafrika betrachtet auf dem Kopf zu stehen! Auch die Sonne benimmt sich merkwürdig: sie geht zwar wie gewohnt in östlicher Richtung auf und in westlicher Richtung unter, aber ihre Bahn verläuft anders als bei uns in Europa über die Nordrichtung – also falsch herum. Mit Hilfe des kostenlosen und quelloffenen Astronomieprogramms Stellarium sollen die Schüler*innen der Ursache dafür im Rahmen eines hybriden Lernarrangements auf den Grund gehen. Die Unterrichtseinheit ist ausgelegt für drei Video-Unterrichtseinheiten im Klassenverband und zwei Hausaufgaben-phasen, in denen die Schüle*rinnen mit Stellarium zuhause arbeiten. Das Angebot kann natürlich auch während eines regulären Präsensunterrichts durchgeführt werden. Wichtig ist im Zusammenhang mit einem Hybridunterricht (Kombination aus Online- und Präsenzangeboten), dass sich die Schüler*innen mit in den Unterricht einbringen, ihre Bildschirme mit der Klassengemeinschaft teilen können und es so zu einer aktiven Teilnahme und nicht bloß zu einem Besuch des Unterrichts kommt.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Geowissenschaften, Physik
Thema: Mechanik, Positionsastronomie, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Sonnenbahn, Tag- und Nachtgleiche, Mondbahn, Mondphasen, Sternbilder, Bezugssystem, Breitengrad, Längengrad, Äquator, Umgang mit der Planetariumssoftware Stellarium, Beobachtung des Aus- sehens und der Bewegung des Sternhimmels, dokumentieren Ergebnisse aus der Arbeit mit Stellarium, bilden Hypothesen, führen Recherchen durch, diskutieren Ergebnisse, Hybridunterricht, Einzel- und Gruppenarbeit
Mikrosphärulen
© Shaw Street
Im Brennpunkt-Beitrag 152 in SuW 7/2020 wird davon berichtet, dass Planetologen Mikrometeorite dazu nutzen, um mehr über die Urzusammensetzung der Erdatmosphäre zu erfahren. Die von ihnen untersuchten Mikrophärulen gelangten vor 2,7 Mrd. Jahren auf die Erde und wurden hier in sich bildenden Kalksteinablagerungen konserviert. Auch wenn sich der Zustrom von Mikrometeoriten auf die Erde seit jener Zeit verringert hat, so fallen trotzdem noch jährlich einige hundert Milliarden dieser Objekte auf die Erde. Und das Phantastische daran ist: jedermann kann sie finden, auch mitten in der Stadt. Im WIS-Beitrag geht es vor allem um verschiedene Fragen rund um Mikrosphärulen: Was genau versteht man darunter? Woraus bestehen sie? Woher kommen sie? Wie viele davon regnen täglich auf uns herab? Warum sind sie ungefährlich? Und wie findet man sie? Die Antworten werden durch Aufgaben und einfache Experimentierideen begleitet. Schließlich wird kurz von einem Citizen-Science-Projekt berichtet, an dem sich auch Schüler beteiligten. Am Ende wird der Bogen zurück zum SuW-Beitrag geschlagen und die Frage geklärt, woher die Planetologen die Altersangabe von 2,7 Mrd. Jahren haben.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Chemie, Geowissenschaften, Gesellschaftskunde, Informatik, Mathematik, NwT, Physik
Thema: Kleinkörper, Mechanik, Thermodynamik, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Meteoroid, Meteorit, Mikrometeorit, Mikrosphärule, Meteoritenklassifikation, Chondrit, Achondrit, differenzierte Meteorite, Kinetische Energie, Luftwiderstand, Schmelzen, Wärmeleitung, Ma: Kugelvolumen, Kugeloberfläche, Kugelquerschnitt; Geo: Altersbestimmung von Gestein, Elementehäufigkeiten in Erde; Ch: Elemente in Meteoroiden und im Erdkörper; Technik: Turmgießverfahren; Geschichte: Schrottürme (Hageltürme), Informatik: Computergrafik, Kennenlernen neuer Begriffe, vertiefen wesentlicher Begriffe, recher- chieren nach Information, führen abschätzende Rechnungen durch, nutzen Analogie, führen Experimente durch, Schülerprojekt, Citizen-Science-Projekt, Freihandversuch zum Luftwiderstand, Versuch zur Kugelbildung im freien Fall, Freihandversuch zur Stofftrennung
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