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Astronomische Dendrochronologie für die Schule
Schon der US-amerikanische Astronom Andrew Ellicott Douglass (1867–1962, 1. Direktor des Steward-Observatoriums in Arizona) vermutete einen Zusammenhang zwischen den Dicken der Jahresringe von Bäumen und dem Sonnenzyklus. Er schuf die Dendrochronologie (Dendron (griech.): Baum) – die Lehre von der Baumringdatierung, die aber zunächst nur für die Archäologie bedeutsam wurde. Inzwischen wird sie zunehmend auch in der Naturwissenschaft genutzt, um z. B. Daten zum Klima-Wandel zu gewinnen. Mittlerweile erhält die Vermutung von Douglass Unterstützung, indem Hinweise auf den Einfluss des Sonnenzyklus auf das Baumringwachstum im Zusammenhang mit den solaren Aktivitätszyklen von Schwabe (ca. 11 Jahre), Hale (ca. 22 Jahre) und Gleissberg (70 bis 90 Jahre) in wissenschaftlichen Zeitschriften genannt werden.
Im Zentrum des vorliegenden WIS-Beitrags steht eine Workshop-Aufgabe zur Bestimmung von Baumringdicken und anschließender Auswertung der Ergebnisse. Ausgehend von den zentralen Objek-ten Baum und Holz zeigen Bezüge zu ganz verschiedenen Wissenschaftsdisziplinen die fächerver-knüpfende Kraft der Astronomie. Diese strahlt dann auf die einzelnen Disziplinen zurück, indem aus der Verquickung der Inhalte Sinnhaftigkeit und daraus folgend Interesse beim Schüler entsteht.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Biologie, Chemie, Geowissenschaften, Informatik, Mathematik
Thema: Sterne, Unterrichtsmittel, Kompetenzen
Stichwort: Sonne, Sonnenaktivität, Aktivitätszyklen der Sonne, kosmische Strahlung, Jahreszeiten, Bewaldung, Klimaschutz, CO2-Speicherung, Kipppunkt Bäume, Baumscheibe, Wachstum der Bäume, Jahresringe Zellulose, Hemizellulose, Lignin, Kohlenstoff-Isotope,, CO2 Periodensuche, Fourieranalyse, klassische harmonische Analyse EXCEL, Python, Programmierung Baustoff Holz, Rohmaterial Holz Altersbestimmung, Dendrochronologie, Crossdating, Jahresringkalender, Baumringdicken messen, Periodensuchprogramm editieren und anwenden, Ergebnisse in Diagrammen darstellen, Arbeit mit EXCEL, vielfältige Vernetzungen im Allgemeinwissen herausarbeiten, Bedeutung von Bäumen erkennen, Arbeitsblatt, Thema für Seminarfacharbeit, Praktikumsaufgabe
© Natalie Fischer
Wenn wir am nächtlichen Abendhimmel Sternbilder betrachten, sieht es so aus, als wären diese wie zweidimensionale Bilder an eine riesige kugelförmige Himmelsphäre angeheftet. Kein Wunder also, dass frühe Weltmodelle diese Beobachtung genauso wiedergeben. In Wahrheit sind die für uns sichtbaren Sterne jedoch weder gleich weit von der Erde entfernt, noch gleich alt oder gar gleich groß – das gilt auch für die Sterne innerhalb eines Sternbildes! Wie Sternbilder in 3D aussehen und wie man 3D-Modelle von ihnen herstellt, ist Inhalt dieses WIS-Beitrags.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Astronomie, Mathematik
Thema: Positionsastronomie, Sterne, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Sternbilder, Entfernung und Verteilung Sterne, Strahlensatz, Satz des Pythagoras, rechtwinkliges Dreieck, Maßstab, Kommunikationskompetenz, Erkenntnisgewinnung, Berechnungen, Modelle anwenden, Modelle bauen, Gruppenarbeit, Projektarbeit
© Event Horizon Telescope (EHT) collaboration
Die Existenz Schwarzer Löcher wurde in den letzten Jahren experimentell zementiert. Sie befinden sich unter anderem im Zentrum der meisten Galaxien und sind eine Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie sowie moderner Sternentwicklungsmodelle. Wahrscheinlich werden die meisten den Begriff Schwarze Löcher bereits aus den Medien, aus Filmen oder aus der Literatur kennen. Aber was sind Schwarze Löcher? Wie entstehen sie, und wie kann man sie nachweisen? Das vorliegende Material geht diesen und weiteren Fragen auf den Grund.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Mathematik
Thema: Galaxien, Mechanik, Relativitätstheorie, Sterne, Unterrichtsmittel, Kompetenzen, Lehr- und Sozialformen
Stichwort: Schwarze Löcher, M87, Fluchtgeschwindigkeiten, Schwarzschildradien, Endstadien der Sternenentwicklung, Hawking-Strahlung, Sagittarius A*, 3. Keplersches Gesetz, Milchstraßensystem, extragalaktische Astronomie, Gravitation, Allgemeine Relativitätstheorie, Fluchtgeschwindigkeit, Formelumstellung, Formeln und Einheiten, Recherche,Ergebnissebeurteilen,Formalismenanwenden, Diskussionsaufgaben, Gedankenexperiment zu Schwarzem Loch, Einzelarbeit, Partner- und Gruppenarbeit, Plenum, Projektarbeit, Übungsaufgaben zum Thema 'Schwarze Löcher‘
© NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute - Diese Mediendatei wurde vom Jet Propulsion Lab der US-amerikanischen National Aeronautics and Space Admini- stration (NASA) unter der Datei-ID PIA12570 kategorisiert., Gemeinfrei, https://commons. wikimedia.org/w/index.php?curid= 10371541
Flüssiges Wasser gilt als das Elixier des Lebens. Schon deswegen ist das Aufspüren von Wasser im Weltraum immer auch mit dem Hintergedanken der Suche nach Leben verbunden. Aus irdischer Sicht könnten wir die Vorstellung entwickeln, dass die Erde ein mit Wasser gesegneter Himmelskörper ist. Ist dem wirklich so? Befindet sich die Erde im Sonnensystem an einem wasserreichen Ort (wobei natürlich auch Wassereis einbezogen wird)?
Dieser Frage wollen wir im WIS-Beitrag nachgehen. Schüler können sich der Beantwortung der Frage, wie das Wasser (in allen Aggregatzuständen) im Sonnensystem verteilt ist selbst nähern, indem sie Daten recherchieren, kleine Rechnungen durchführen und die Ergebnisse grafisch auswerten.
In SuW erscheinen immer wieder Nachrichten, die Bezüge zum Wasservorkommen im Sonnensystem haben (so z. B. im aktuellen Heft 6/2022: „Venusatmosphäre zu trocken für Leben“ und im kommenden Heft 7/2022: „Ein Wasserozean im Inneren von Mimas?“.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Informatik, Mathematik
Thema: Kleinkörper, Mechanik, Planeten, Unterrichtsmittel, Kompetenzen
Stichwort: Sonnensystem, Wasser im Sonnensystem, Klassifikation der solaren Himmelskörper, Eisriesen, Eismonde, Europa, Mimas, Triton, Polkappen des Mars, Merkur, Radius-Dichte-Diagramm, Schalenaufbau von differenzierten Himmelskörpern, Volumina von Kreiszylinder, Kugel und Kugelschale computergestützte Erfassung und Auswertung von Daten mittels EXCEL, Recherchieren von Daten, Berechnen von Volumina und Dichte, computergestütztes Erstellen von Diagrammen, Interpretieren von Diagrammen, Arbeitsblatt, EXCEL-Datei, Dichte, mittlere Dichte
© WIS-2022-02
Den Begriff ‚Gleichgewicht‘ nutzen wir in vielfältiger Art und Weise. So z. B. reden wir vom seelischen Gleichgewicht, vom Gleichgewicht des Schreckens oder vom ökologischen Gleichgewicht.
Auch die Stabilität unserer physikalischen Welt und ganz speziell unserer kosmischen Welt bedarf aber eines Gleichgewichts.
Dieser Beitrag gibt Anregungen zur Beschäftigung mit dem physikalischen Gleichgewicht des Archimedes, mit Schwerpunkten von einfachen Flächen und von kosmischen Systemen sowie mit Gleichgewichtsorten im All nach Lagrange.
Fachgebiet(e): Astronomie
Bezug zu: Informatik, Mathematik, Sprache
Thema: Kleinkörper, Mechanik, Unterrichtsmittel, Kompetenzen
Stichwort: Hebelgesetz, Schwerpunkt, Gleichgewicht, Goldene Regel der Mechanik, Trojaner, Lagrangepunkte, Drei-Körper-Umlauf, Schwerpunkt von ebenen Dreiecken und Vierecken, Geogebra Synonym ‚Trojaner‘, Konstruktionen von Schwerpunkten, Experimente zur Schwerpunktsbestimmung, Rechnungen mit dem Hebelgesetz, Arbeitsaufträge, Mindmap