Unterrichtsmaterial

Manche Sterne explodieren am Ende ihrer Lebenszeit. Ein solches Ereignis bezeichnen Astrophysiker-Innen als eine Supernova. Diese kurze Erklärung wirft zweifelsohne einige Fragen auf: Was sind die genauen Voraussetzungen dafür, dass ein Stern sich selbst in einem letzten, hellen Aufleuchten vernichtet? Wird die Sonne am Ende ihres Lebens auch zur Supernova?

Die Suche nach lebensfreundlichen Planeten erfordert die Berücksichtigung mehrerer Faktoren, wie z.B. den Abstand zu ihren Sternen oder die Existenz einer Atmosphäre als Schutz vor gefährlicher UV-Strahlung. In diesem WIS-Beitrag nehmen Schülerinnen und Schüler die Rolle eines Nachwuchs-wissenschaftlers an und prüfen ausgewählte Kandidaten auf ihre Habitabilität.

Der im Folgenden vorgeschlagene Unterrichtsgang basiert auf dem Artikel „Helmholtz auf dem Prüfstand“ aus Physik in unserer Zeit und bietet hierzu Arbeits- und Hintergrundmaterial [1]. Er kann im Rahmen der mechanischen Wellenlehre in der Kursstufe eingesetzt werden und bietet sich nach der Behandlung der Themen „erzwungene Schwingungen“ beziehungs- weise „Wellenausbreitung auf begrenzten Trägern“ an.

Mit der zunehmenden Gewichtung der Quantenmechanik in den Lehrplänen der gymnasialen Kursstufe gewinnt die Heisenberg’sche Unschärferelation eine immer größere Bedeutung. Eine exakte theoretische Herleitung ist auf Schulniveau jedoch problematisch, und ex-perimentell ist diese grundlegende Aussage der Quantenphysik im Unterricht nur schwer zu zeigen. Dies ist bedauerlich, da es für die Vermittlung der Unbestimmtheitsrelation wichtig ist, geeignete Wege zu ihrer Herleitung und Veranschaulichung zu finden.

Der WIS-Beitrag soll Einblicke in die Bewegung und Sichtbarkeitsbedingungen der Planeten geben. Am Beispiel des Mars werden besondere Konstellationen der äußeren Planeten erörtert: Konjunktion, Opposition, Quadratur. Ziel: Die Schüler sollen ihr räumliches Vorstellungsvermögen weiterentwickeln und durch Anwendung von Gesetzen der Planimetrie Strecken und Winkel im Sonnensystem berechnen können.