Naturwissenschaften

Das Spektrum der Wega

Veröffentlicht am 24.08.2009
  • Sekundarstufe II
  • 2-5 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsmaterial, Thematischer Hintergrund, Arbeitsblatt, Lernkontrolle, Anwendung/Software
  • 1 Arbeitsmaterial

Vor etwas mehr als 100 Jahren erhielten die Astronomen die Möglichkeit, auf der Grundlage von Sternspektren die Physik der Sternatmosphären zu erforschen. Der helle Stern Wega besitzt ein sehr übersichtliches Spektrum, für dessen Auswertung und Interpretation Kenntnisse der Oberstufen-Schulphysik genügen.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Das alleinige Erstellen des Spektrums der Wega aus den beiden Bilddateien ("wega_spektrum.jpg" und "spektrum_ESL.jpg") lässt sich als isolierte Unterrichtseinheit auffassen. Man sollte dafür einen Zeitbedarf von zwei Unterrichtsstunden ansetzen. Sinnvoller erscheint es jedoch, die Thematik in einen übergeordneten Zusammenhang zu stellen. Dies erfordert Grundkenntnisse zur Emission beziehungsweise Absorption von Licht im Wasserstoffatom und zur Spektralklassifikation von Sternen. Die wesentlichen Informationen zu beiden Themen können Schülerinnen und Schüler im Internet recherchieren. Wenn allerdings, zum Beispiel aus Zeitgründen, auf eine Internetrecherche verzichtet werden soll, können die in diesem Beitrag dargestellten fachlichen Grundlagen (Datei "wegaspektrum_grundlagen.pdf") als eine kurze Einführung in die Thematik dienen.

  • Grundlagen: Wasserstoffspektrum & Spektralklassen
    Zum Verständnis des Wega-Spektrums ist die Kenntnis der Theorie zur Lichtabsorption und -emission in Atomen erforderlich. Auch die Spektralklassen der Sterne sollten bekannt sein.
  • Der Stern Wega
    Der noch junge, bläulich-weiße Stern der Spektralklasse A hat eine Lebenszeit von weniger als einem Zehntel unserer Sonne. Möglicherweise besitzt Wega einen Planeten.
  • Vermessung der Absorptionslinien im Wega-Spektrum
    Die Verfahrensweise und das Ergebnis werden hier ausführlich vorgestellt und diskutiert. Alle Materialien zur Unterrichteinheit können Sie hier einzeln herunterladen.
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Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • Lichtemission und Lichtabsorption im Bohrschen Atommodell beschreiben und erklären können.
  • Grundlegendes zu den Spektralklassen der Sterne erfahren.
  • verstehen, warum die Spektralklassensequenz der Sternspektren eine Temperatursequenz ist.
  • wesentliche Eigenschaften des Sterns Wega kennen lernen.
  • einen Gitterspektrographen anhand des bekannten Spektrums einer Energiesparlampe kalibrieren.
  • aus einer digitalen Bilddatei das (Absorptions-)Spektrum des Sterns Wega in Form einer Funktion extrahieren, die jeder Wellenlänge im sichtbaren Bereich eine Intensität zuordnet.
  • die Absorptionslinien im Wega-Spektrum als Linien der Balmerserie des atomaren Wasserstoffs erkennen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaDas Spektrum der Wega
AutorenPeter Stinner, Steffen Urban
FachPhysik, Astronomie, Astronomie-AGs
ZielgruppeJahrgangstufe 11-13
Zeitraum2-5 Unterrichtsstunden
Technische VoraussetzungenRechner mit Internetzugang (Internetrecherche zu fachlichen Grundlagen und zur Auswertung der Spektren)
SoftwareAstroart oder kostenlose Astroart-Demoversion zur Erstellung von Intensitätsprofilen längs beliebiger gerader Linien in Bilddateien; Tabellenkalkulation (hier MS Excel)

Steffen Urban ist Schüler der Jahrgangstufe 12 am Kopernikus-Gymnasium Wissen. In seiner Facharbeit beschäftigte er sich mit der Kalibrierung des DADOS-Spaltspektrographen.


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Avatar Peter Stinner

ist Lehrer für Physik und Mathematik am Kopernikus-Gymnasium in Wissen (Rheinland-Pfalz). Mit der Wissener Astronomie-AG betreibt er die Sternwarte der Geschwister-Scholl-Realschule in Betzdorf.

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