Einige Fakten zum Modul

• Dauer ca. 5 Stunden
• Betreuung durch Lehrer und Studierende
• Voraussetzungen: Seiten- und Winkelbeziehungen in beliebigen Dreiecken; Kugeloberfläche; Energieumwandlungen, Leistung, Arbeit, Spannung, Stromstärke

Thema und Ziele

Die räumliche und zeitliche Einordnung unserer Zivilisation in das Universum als Ganzes stellt eine der größten kulturellen Leistungen überhaupt dar, die auf vielen verschiedenen Wegen erreicht wurde und über lange Zeiträume Gegenstand erbitterter Streitigkeiten war. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten weitgehend selbständig zwei wichtige Methoden der Entfernungsmessung in der Astronomie und wenden diese modellhaft an.

Ziel dieses Moduls ist es, dass die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass auch die großen und sehr großen Entfernungen im Universum mit Methoden bestimmt werden können, die im Rahmen von Alltagserfahrungen und Schulwissen nachvollziehbar und glaubwürdig sind.

 

Inhaltliche Schwerpunkte

Die Schüler bestimmen die Entfernung von „Modellsternen“ mithilfe der Parallaxenmethode einerseits und der Fotometrie sog. Standardkerzen andererseits. Die erreichten Ergebnisse werden anschließend von den Schülern präsentiert. Die astronomischen und wissenschaftshistorischen Hintergründe werden besprochen. Die Gaia-Mission zur Vermessung der Michstraße findet besondere Beachtung.

 

Methodische Bemerkungen

Es wird in kleinen Gruppen jeweils an der Parallaxen- oder an der Standardkerzenmethode gearbeitet. Bei der Parallaxenmethode benutzen die Schüler zur Winkelmessung nach selbst vorzunehmender Kalibrierung jeweils einen Fotoapparat und einen Laptop und bestimmen damit Parallaxenwinkel terrestrischer Objekte. Bei der Standardkerzenmethode  erarbeiten die Schüler mithilfe von Thermosäulen und mehrerer Glühlampen die Zusammenhänge zwischen Strahlungsleistung des Modellsterns, dessen Entfernung und der in der Thermosäule ankommenden Strahlungsleistung. Ausschließlich in der Astronomie benutzte Begriffe und Einheiten, wie z.B. scheinbare und absolute Helligkeit, Leuchtkraft, Entfernungsmodul oder auch das Größenklassensystem werden durch Begriffe und Einheiten ersetzt, die den Schülern aus dem Mathematik- und Physikunterricht bekannt sind.