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Astronomie (1)

 

Folien zur Unterrichtseinheit ASTRONOMIE


 

Astronomie - Übersicht

 

Teil 1:

Die Himmelskörper und das Weltall 

Weitere kosmische Nachbarn

Astronomie: Früher und heute

Untersuchungsmethoden (1) (Beobachtung) 

Untersuchungsmethoden (2) (Fraunhofer) 

Orientierung am Sternenhimmel (Horizontsystem)

Orientierung am Sternenhimmel (Äquatorsystem) 

Auffinden des Frühlingspunkts 

Orientierung am Sternenhimmel (Sternbilder) 

Orientierung am Sternenhimmel (Bewegung) 

Die drehbare Sternkarte

 

Teil 2:

Das Sonnensystem (1) - Entstehung 

Das Sonnensystem (2) – Planeten 

Das Sonnensystem (3a) - Wir bauen ein Planetenmodell

Beispielrechnung zum Planeten-Modell

Das Sonnensystem (3b) – Aufgaben: Planetenwanderwege 

Das Sonnensystem (4) – Keplersche Gesetze

Der Erdmond 

Die Sonne 

Was kommt nach Neptun (1) [Kuipergürtel]

Was kommt nach Neptun (1) [Oortsche Wolke]

Nachbarsterne (1) [HRD]

Nachbarsterne (2) [Sterne bis 15 ly]

Die Milchstraße

Galaxien

Galaxienhaufen, Filamente und Voids

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Bilder zur Sonnenfinsternis vom 20. März 2015 

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Sichtbarkeit der internationalen Raumstation ISS vom
Standort Kaiserslautern aus gesehen: Aktuelle Überflugdaten

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Planetenweg

Produktplatzierungen

Hinweis: Für die Unterrichtseinheit ist die Anschaffung des Skripts für meine Schüler nicht notwendig! Die Folien werden nacheinander bearbeitet und notwendige Materialien ggf. kopiert.

Hinweis: Die Inhalte dieser Unterrichtseinheit zielen ab auf die Vermittlung grundlegender Zusammenhänge der Astronomie. Sie richtet sich maßgeblich an Schüler des technisch-naturwissenschaftlichen Wahlpflichtfachs und ist als Einstieg für Schüler der 8. Jahrgangsstufe konzipiert. Im Rahmen des Physikunterrichts wird das Thema später nochmals aufgegriffen. Dort werden dann einzelne Auszüge der Inhalte dieser Unterrichtseinheit besprochen.

Alle Folien in einem Heft

Paperback (2. Auflage) - A4
ISBN 978-3-743-165113




Hier geht's zum astronomischen Bild des Tages: Picture of the day

Hinweise zum Kurzvortrag:


Im Rahmen der Unterrichtseinheit hält jeder Schüler einen Kurzvortrag zu einem bestimmten Thema. Der Vortrag soll 5 Minuten dauern und mit Hilfe eines Präsentationsprogramms gehalten werden.


Als Präsentationsprogramm wird das quelloffene Office-Paket LibreOffice oder Apache OpenOffice verwendet.

 

Die Bewertung erfolgt nach den Kriterien:

Einhaltung der Zeitvorgabe (5 Pkte),
Foliengestaltung (5 Pkte),
Präsentation der Inhalte (5 Pkte).

 

Hier einige Informationen zur Vorbereitung deines Vortrags:

  • Für die Einhaltung der Zeitvorgabe sollte der Vortrag unbedingt eingeübt werden (vor dem Spiegel oder mit einem Mitschüler). Fachbegriffe verwenden!! 
  • Die Folien sollen keinen kompletten Text enthalten. Stichpunkte bei gut lesbarer Schriftgröße 28 oder 32, Überschriften entsprechend größer.
  • Der Folienhintergrund und die Schriftfarbe sollen einen guten Kontrast haben (Achtung: Die Darstellung des Beamers ist oft schlechter lesbar als am Monitor! – vorher testen).
  • Der Vortrag sollte deutlich, ruhig und langsam durchgeführt werden (angepasste Lautstärke). Während des Vortrags werden keine Fragen der Zuhörer gestellt. Diese kommen anschließend zu Wort.
  • Als Vortragender sollte man sich nicht verstecken. Für die Zuschauer ist der Vortragende die zentrale Person. An den Folien dürfen spezielle Zusammenhänge auch direkt erklärt und gezeigt werden.
  • Die Anzahl der Folien sollte bei 5 Minuten Vortragszeit nicht mehr als 7-8 sein.
  • Eine einleitende Folie kann die Struktur eines Inhaltsverzeichnisses haben und eine kurze Übersicht zu deinem Thema und deiner Vorgehensweise geben.
  • Animationen sind schön, sollen aber den Vortrag nicht zu sehr beeinflussen. Hier gilt die Devise: „Weniger ist hier manchmal mehr“.
  • Keine Angst vor dem Vortrag, eine gute Vorbereitung gibt hier Sicherheit. Gib dein Bestes, mehr kann keiner erwarten.  Evtl. kann ein kleiner Merkzettel für den Vortrag vorbereitet werden. Das gibt Sicherheit, es soll aber nicht nur abgelesen werden!! Lege den Zettel vor dir auf den Tisch, dann kannst du bei Gelegenheit auch einen kurzen Blick darauf werfen.
  • Der Vortragende sollte auch öfter ins Publikum schauen. Das ist vielleicht nicht ganz leicht, aber die Zuhörer fühlen sich dadurch angesprochen und sind aufmerksamer.
  • Hinweise zu den Quellen runden den Vortrag ab und dokumentieren eine gute Vorbereitung. 
  • Am Ende des Vortrags beendet man mit einem schönen Abschluss-Satz und leitet über zu den Publikumsfragen.

Viel Erfolg!

 




Aufgaben:

  1. Was ist der Unterschied zwischen einen Stern und einem Planeten? 
  2. Wie heißt der größte bisher bekannte Stern?
  3. Zähle die neun Sterne aus den Größenvergleichsvideo nach der Reihenfolge ihrer Größe auf.
  4. Welchen Durchmesser hat unsere Heimatgalaxie (die Milchstraße)? Gib dien Ergebnis in Lichtjahren und in km an.
  5. Nenne die 10 größten bekannten Galaxien und gib die jeweiligen Durchmesser mit an.
  6. Wie heißt unsere Nachbargalaxie und wie weit ist sie von uns entfernt?
  7. Was ist ein schwarzes Loch?
  8. Was ist der Unterschied zwischen Astronomie und Astrologie?
  9. Was ist die „Himmelsscheibe von Nebra“? 
  10. Astronomische Erkenntnisse erhält man fast ausschließlich durch Beobachtung des Himmels mit Teleskopen. Man unterscheidet zwei prinzipielle Bauweisen von Teleskopen. Welche sind das und was ist der entscheidende Unterschied?
  11. Sternwarten befinden sich meistens fernab von Städten und in großer Höhe. Was ist der Grund dafür?
  12. Was sind „SETI-Projekte“ (z.B. Set@home)?

Astronomie / Physik: [16:11]

Der Krähenberg-Meteorit

Der Krähenberg-Meteorit ist ein meteoritischer Festkörper kosmischen Ursprungs, der 1869 in der Feldgemarkung der Ortsgemeinde Krähenberg auf der Sickinger Höhe im heutigen Landkreis Südwestpfalz (Rheinland-Pfalz) niederging.


Linkhinweis:

planet wissen.de

Infos zum Thema:

Asteroiden und Kometen



Infotext - Weltbilder (Astronomie)

Die Frage, wie die Welt als Ganzes aufgebaut ist, beschäftigte die Menschen schon in prähistorischer Zeit. 
Das babylonische Weltbild prägte die Vorstellung der Welt in der Antike. Es wurde unter anderem in die jüdische Tradition übernommen und ist uns daher im ersten Schöpfungsbericht im alten Testament überliefert. Die Erde ist demnach eine flache Scheibe, die von einem Himmelsgewölbe (dem Firmament) überragt wird. Die Himmelskörper (Sterne) sind „Lichter“, die fest an dem Firmament befestigt sind, bzw. Löcher im Himmelsgewölbe. Die Landmassen der Erde werden von einem Ozean umgeben. Außerhalb der Himmelskuppel ist ebenfalls Wasser.

Dieses Weltbild wurde jedoch schon in der Antike widerlegt und die Kugelgestalt der Erde erkannt. Aristoteles (384 - 322 v. Chr.) begründete in seiner Schrift "Über den Himmel" schlüssig, warum die Erde eine Kugel sein müsse. Eratosthenes (276 - 195 v. Chr.) gelang es als erstem, den Erdumfang aus astronomischen Beobachtungen zu berechnen. Allerdings glaubte man in der griechischen Antike und darauf aufbauend bis zum Ende des Mittelalters, dass die Erde im Zentrum der Welt stehe. Dieses von Claudius Ptolemäus (ca. 80 - 160 n. Chr.) begründete geozentrische Weltbild beschrieb die Bahnen von Sonne, Mond und Sternen als Epizyklen [Die Epizykeltheorie besagt, dass ein beweglicher Stern sich auf einer kleinen Kreisbahn – Epizykel („Aufkreis“) genannt – bewegt, die ihrerseits auf einer großen Kreisbahn – Deferent („Trägerkreis“) genannt – um einen festen Mittelpunkt wandert.]. Es stimmte gut mit den Beobachtungen überein, war aber sehr kompliziert.

Nikolaus Kopernikus (1473 - 1543) erkannte, dass sich die Bahnberechnungen erheblich vereinfachen, wenn man annimmt, dass nicht die Erde, sondern die Sonne im Zentrum steht. Da dieses heliozentrische Weltbild jedoch im Widerspruch zur damaligen Lehre der katholischen Kirche stand, wurde es von ihr abgelehnt. Demnach muss die Erde mit dem Mensch als "Krone der Schöpfung" im Zentrum stehen.
Tycho Brahe (1546 - 1601) war dänischer Astronom. Er beobachtete den Himmel und erstellte sehr genaue Aufzeichnungen zur Bewegung der Himmelskörper. Er entwickelte ein Weltbild, in dem zwar die Erde im Zentrum stand, die Planeten kreisten aber nicht um die Erde, sondern um die Sonne, die sich ihrerseits um die Erde bewegte.
Johannes Kepler (1571 - 1630) konnte mit Brahes Beobachtungsdaten belegen, dass das heliozentrische Weltbild korrekt war. Er erkannte jedoch auch, dass die Planetenbahnen  keine Kreise waren – wie von Kopernikus angenommen –, sondern Ellipsen. Galileo Galilei (1564 - 1642) stützte durch seine Beobachtungen die Keplerschen Gesetze und vertrat das heliozentrische Weltbild sehr offensiv, was ihn in Konflikt mit der Kirche brachte. Die offensichtliche Diskrepanz zwischen den Worten der Bibel und der naturwissenschaftlichen Erkenntnis erklärte er damit, „dass es nämlich die Absicht des Heiligen Geistes ist, uns zu lehren, wie man in den Himmel kommt, nicht wie sich der Himmel bewegt.“ Seither emanzipiert sich das naturwissenschaftliche Weltbild immer weiter von biblischen Vorstellungen.
Isaac Newton (1642 - 1726) konnte mit seiner Theorie der Gravitation (Massenanziehung) eine physikalische Erklärung für die Gestalt der Planetenbahnen geben. Die Sterne galten zu jener Zeit noch als unveränderlich (daher die Bezeichnung Fixsterne). Bis ins 20. Jahrhundert änderte sich nichts an der Vorstellung eines immer gleich bleibenden unendlichen Universums (statisches Universum). Selbst Albert Einstein (1879 - 1955) fügte eine kosmologische Konstante in seine Allgemeine Relativitätstheorie ein, um das bis dahin herrschende Weltbild zu retten. Später bezeichnete er diesen Kunstgriff als „größte Eselei“, denn astronomische Beobachtungen ließen erkennen, dass der Kosmos nicht statisch ist, sondern sich in Wirklichkeit ausdehnt. Dies führte unmittelbar zu der Erkenntnis, dass die Welt nicht schon seit unendlichen Zeiten existiert hat, sondern vor ca. 13,7 Mrd. Jahren aus einer Singularität entstanden ist, dem Urknall.
Während in der Antike die Erde noch im Zentrum des Weltbildes stand, ist sie nach heutigen Vorstellungen lediglich ein recht kleiner Planet eines gewöhnlichen Sterns in einer vollkommen durchschnittlichen Spiralgalaxie. Dass ausgerechnet hier die Bedingungen so perfekt für die Entstehung von Leben eingerichtet erscheinen, wird mit dem anthropischen Prinzip erklärt: „Nur weil die Bedingungen günstig für die Entwicklung von intelligentem Leben waren, können wir heute über unsere Entstehung nachdenken, denn sonst wären wir nicht hier.“

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Creative Commons Lizenzvertrag Dieser Text basiert auf dem Artikel Weltbild aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der Lizenz Creative Commons CC-BY-SA 3.0 Unported (Kurzfassung). Der Text wurde von Andreas Rueff bearbeitet und auf der Grundlage didaktischer Überlegungen bearbeitet und gekürzt. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.


Aufgaben - Weltbilder (Astronomie)

 

Schau dir das erste Video zur Folie an (Die Geschichte, wie sich unser Weltbild verändert hat | Quarks) an und lies dir den Infotext zur Folie durch.

 

  1. Welche Vorstellung hatte man in der Antike vom Aufbau der Welt? 
  2. Welche wichtige Erkenntnis konnte durch Aristoteles schlüssig begründet werden?
  3. Was ist das "geozentrische Weltbild"?
  4. Welche Rolle spielt die Kirche bei der Entwicklung des Weltbildes?
  5. Wer war "Tycho Brahe" und welchen Anteil hatte er an der Entwicklung des "heliozentrischen Weltbildes"?
  6. Wer war Johannes Gutenberg und welchen Einfluss hatte er auf die Astronomie?
  7. Was versteht man unter einem "statischen Universum" und wie hat sich diese Vorstellung nach heutiger Vorstellung verändert?
  8. Was ist das "anthropische Prinzip"?



  1. Wie können wir uns am Himmel orientieren? 
    a) Beschreibe eine Möglichkeit sich am Tag zu orientieren. Hierzu gibt es einen Kinderreim. Wie lautet dieser? 
    b) Beschreibe eine Möglichkeit für die Orientierung in einer sternenklaren Nacht zum Auffinden der Himmelsrichtungen.
  2. Recherchiere die folgenden Begriffe:
    a. Zenit
    b. Nadir
    c. Meridian
    d. Himmelsnordpol, Himmelssüdpol
    e. Himmelsachse
    f. Himmelsäquator
    g. Scheinbare Himmelskugel
  3. Nenne drei astronomische Koordinatensysteme und jeweils den Namen der verwendeten Koordinaten.
  4. Was ist ein „Gnomon“?
  5. Der sichtbare Sternenhimmel verändert sich während einer Nacht. Auch viele Sterne gehen auf und unter. Deshalb ist die Zeit in der Astronomie wichtig. Was versteht man unter der „Ortszeit“?
  6. Um 12:00 Uhr sollte die Sonne ihren höchsten Stand erreichen (Mittag). So wurde schon seit langer Zeit der Tag eingeteilt. Die Sonne erreicht allerdings heute (auch bei uns in KL) um 12:00 Uhr nicht ihren höchsten Stand. Wann erreicht die Sonne bei uns in KL ihren höchsten Stand und welche Unterscheidung muss man hierbei treffen?
  7. Die Sonne erreicht bei uns in KL ihren höchsten Stand nicht dann, wenn 12:00 Uhr auf unseren Uhren steht. Eigentlich (d.h. astronomisch/geographisch) wäre es aber genau dann beim Sonnenhöchststand erst 12:00 Uhr. Die gesellschaftlichen Rahmenbedingungen erfordern diese Anpassung. Notiere jetzt die Zeit wann du gestern aufgestanden und zu Bett gegangen bist und berechne die eigentliche Ortszeit für Kaiserslautern zu diesen Zeitpunkten.
  8. Was sind „Zeitzonen“ und warum gibt es sie?
Die "Sommerzeit", Daylight Saving Time, DST
Die "Sommerzeit", Daylight Saving Time, DST

Bildergalerie - Astronomie

(Abbildungen mit freundlicher Genehmigung des DEUTSCHEN MUSEUMS München und des TECHNOSEUMS Mannheim)


Die drehbare Sternkarte (Planisphäre)

Astronomie / Physik: [12:07]

Die drehbare Sternkarte

Die Handhabung der drehbaren Sternkarte und deren Bestandteile werden an Beispielen beschreiben und erklärt. Dabei wird auf die Flash-Version der Sternkarte auf www.mathe-physik-technik.de Bezug genommen.

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Die drehbare Sternkarte als Bastelvorlage:

(Wird im Unterricht ausgeteilt und bearbeitet.)

Download
Bastelvorlage
Drehbare Sternkarte - Bastelvorlage - Ru
Adobe Acrobat Dokument 523.1 KB

Link zur "Profi-Karte":



Linkhinweis:

planet wissen.de

Infos zum Thema:

Leben auf dem Mars



Voraussetzung für gute Beobachtungen am Sternenhimmel ist ein geeigneter Standort mit geringer Lichtverschmutzung. [Der Begriff der Lichtverschmutzung (englisch light pollution), bezeichnet die Aufhellung des Nachthimmels durch (meist, aber nicht ausschließlich) künstliche Lichtquellen, deren Licht in den Luftschichten der Erdatmosphäre gestreut wird.]

Wie gut dein Standort ist verrät dir die → Light pollution map



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Alle von mir erstellten Materialien stehen für Bildungszwecke frei zur Verfügung, dürfen allerdings nicht von jemand anderem kommerziell vertrieben werden.


Die Sternwarte Peterberg ist eine Vereinssternwarte nahe Braunshausen (Nonnweiler) im nördlichen Saarland. Betrieben wird sie von ihrem Eigentümer, dem Verein der Amateurastronomen des Saarlandes e. V.,und seinen aktiven Mitgliedern. Die Sternwarte dient als regelmäßiger Veranstaltungsort für öffentliche Vorträge, als Treffpunkt der Vereinsmitglieder und als technisch gut ausgerüsteter Beobachtungsort fernab von störendem Licht.


Sternwarte Kaiserslautern


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Weiterführende Links für Interessierte, "Bastler" und Fortgeschrittene:

 

1) Sternenfreunde in Kaiserslautern www.saga-kl.de

2) Homepage des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) :       
     http://www.dlr.de

     (mit aktuellen Infos zur Mission Cassini-Huygens zum Saturn)

3) Stellarium ist ein kostenloses, quelloffenes Planetarium für deinen Rechner.        ( → www.stellartium.org/de)

4) Homepage des Planetariums in Mannheim → http://www.planetarium-mannheim.de/

Im Rahmen der Unterrichtseinheit findet (wenn möglich) ein Besuch im Planetarium statt.

Der Besuch eines Planetariums ist immer ein schönes Erlebnis und kann jedem nur empfohlen werden!!

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Hier findest du eine Liste der Planetarien in Deutschland. Auch in deiner Nähe ist sicher ein Planetarium: → Liste der Planetarien in Deutschland


Literaturvorschläge für Interessierte

Hinweis: Es werden keine Bücher oder sonstige, hier benannte Materialien im Unterricht verwendet oder benötigt. 


Produktplatzierungen

Hinweis: Es werden keine Bücher oder sonstige, hier benannte Materialien im Unterricht verwendet oder benötigt.