Naturwissenschaften

Relativitätstheorie: Lichtablenkung am Sonnenrand

Veröffentlicht am 31.05.2010
  • Sekundarstufe II, Sekundarstufe I
  • 1 Stunde (je nach Vertiefung flexibel)
  • Arbeitsblatt, Audiovisuelles Medium
  • 1 Arbeitsmaterial

Schülerinnen und Schüler lernen die Lichtablenkung am Sonnenrand als wichtigen historischen Beweis für die Gültigkeit der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) kennen.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Grundlage der Unterrichtseinheit ist ein vom Autor programmiertes und frei verfügbares Simulationsprogramm zur Allgemeinen Relativitätstheorie. Es ermöglicht Simulationen zu verschiedenen Aspekten der Theorie. Mithilfe der Simulation zur Lichtablenkung von Sternenlicht am Sonnenrand und einem Informations- und Arbeitsblatt vergleichen die Schülerinnen und Schüler die klassischen mit den relativistischen Vorhersagen: Um welchen Winkel wird ein Lichtstrahl beim Passieren des Sonnenrandes aufgrund der Gravitation "verbogen"?

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Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • erfahren, dass Licht innerhalb von Gravitationsfeldern abgelenkt wird.
  • mithilfe einer vereinfachten Herleitung diese Ablenkung klassisch berechnen können.
  • erfahren, dass diese klassische Betrachtungsweise nicht der Wirklichkeit entspricht.
  • erkennen, dass erst die Allgemeine Relativitätstheorie den richtigen Wert für die Lichtablenkung am Sonnenrand liefert.
  • mithilfe einer Computersimulation die unterschiedlichen Szenarien spielerisch erfahren und nachstellen können.
  • erkennen, dass die exakte Bestimmung der Lichtablenkung am Sonnenrand ein wichtiger historischer Beweis für die Relativitätstheorie ist.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaAllgemeine Relativitätstheorie: Lichtablenkung am Sonnenrand
AutorMatthias Borchardt
FächerPhysik (Allgemeine Relativitätstheorie), Astronomie (Gravitation); Physik- und Astronomie-AGs, Projektkurse (neue Oberstufe NRW)
Zielgruppeab Klasse 10
Zeitraum1 Stunde (je nach Vertiefung flexibel)
Technische VoraussetzungenPräsentationsrechner mit Beamer; gegebenenfalls Computer in ausreichender Anzahl für Einzel- oder Partnerarbeit

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Avatar Matthias Borchardt

ist Lehrer für Physik und Mathematik am Tannenbusch-Gymnasium Bonn. Auf seiner Homepage und in zahlreichen Artikeln in didaktischen Zeitschriften zum Physik- und Astronomieunterricht hat er Computersimulationen und Unterrichtsmaterialien zur Physik der Oberstufe veröffentlicht.

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