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Un­ter­richts­ver­lauf

In­halt

Gra­vi­ta­ti­on und Kep­ler

Die Kep­ler­ge­set­ze

Die Wir­kung der Gra­vi­ta­ti­on

Die Flucht­ge­schwin­dig­keit

Stern­ent­wick­lung und Exo­pla­ne­ten

Die Ent­wick­lung von Ster­nen

Die Ent­de­ckung ex­tra­so­la­rer Pla­ne­ten

Über­blick

Als am 16. Juli 1969 die Sa­turn V mit der Apol­lo 11-Mis­si­on abhob, um am 20. Juli die ers­ten Men­schen auf den Mond zu brin­gen, war dies nicht nur „a giant leap for man­kind“, son­dern ins­be­son­de­re ein ge­nia­les Zu­sam­men­spiel und Aus­nut­zung der grund­le­gends­ten phy­si­ka­li­schen Ge­set­ze.

Raum­fahr­zeu­ge un­ter­lie­gen wie Monde, Pla­ne­ten und alle an­de­ren Him­mels­kör­per in ers­ter Linie den drei Kep­ler­ge­set­zen. Rei­sen im Welt­all fol­gen den durch diese Ge­set­ze vor­ge­ge­be­nen Flug­bah­nen.

Es bie­tet sich hier an, das ins­be­son­de­re auch für Schü­ler span­nen­de Thema Raum­fahrt auf­zu­grei­fen und an­hand die­ser The­ma­tik die „Phy­sik des Welt­alls“ er­fahr­bar zu ma­chen: Aus­ge­hend von den Kep­ler­ge­set­zen und dem Gra­vi­ta­ti­ons­ge­setz wird im Un­ter­richt ver­deut­licht, wie Rei­se­dau­ern im Welt­all hier­durch fest­ge­legt sind, dass Ge­schwin­dig­kei­ten und Po­si­tio­nen von Sa­tel­li­ten und not­wen­dig zu er­rei­chen­de Ge­schwin­dig­kei­ten durch recht ein­fa­che phy­si­ka­li­sche Hin­ter­grün­de er­klär­bar wer­den.

Die Flucht­ge­schwin­dig­keit, mit der das Gra­vi­ta­ti­ons­feld eines Ob­jek­tes ver­las­sen wer­den kann, kann al­ler­dings auch für Licht zur Hürde wer­den. Ist dies der Fall, haben wir ein Schwar­zes Loch ge­bas­telt. Dies lie­fert einen naht­lo­sen Über­gang zum Thema der Stern­ent­wick­lung, die je nach Stern­mas­se zu un­ter­schied­li­chen End­sta­di­en führt, bis hin zum Schwar­zen Loch.

In Klas­se 9 (II.1. Die ha­bi­ta­ble Zone der Sonne) haben die Schü­ler einen hier­für not­wen­di­gen Rie­sen­stern mit dem „Cir­cum­stel­lar Ha­bi­ta­ble Zone Si­mu­la­tor“ (http://​astro.​unl.​edu/​naap/​hab​itab​lezo​nes/​ani­ma­ti­ons/​ste​llar​Habi​tabl​eZon​e.​html) nach­ge­stellt, nun be­kom­men sie einen Über­blick über das Thema Stern­ent­wick­lung, das spä­ter im Wahl­fach As­tro­no­mie ver­tieft wird.

Dies­be­züg­lich wer­den, wie auch be­reits in Klas­se 8 (I. 4. Das Son­nen­sys­tem als Teil der Milch­stra­ße), Exo­pla­ne­ten an­ge­spro­chen. Eine der Ent­de­ckungs­me­tho­den wird hier vor­ge­stellt und er­klärt.

 

Un­ter­richts­ver­lauf: Her­un­ter­la­den [docx][433 KB]

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Wei­ter zu Die Kep­ler­ge­set­ze