Wissenschaftsgeschichtlich sind vor allem drei "Beweise" der Allgemeinen Relativitätstheorie (1915) zu nennen, die Albert Einstein (1879-1955) zu großer Popularität verholfen haben: die Shapiro-Verzögerung von Radarsignalen bei der Reflexion an der Venusoberfläche, die Lichtablenkung von Sternenlicht am Sonnenrand und die Periheldrehung der Merkurbahn. Alle drei Beobachtungen beziehungsweise Experimente lassen sich im Unterricht mithilfe der hier vorgestellten und vom Autor programmierten Simulation anschaulich darstellen und besprechen. Darüber hinaus kann mit der Simulation die Lichtablenkung in der Nähe Schwarzer Löcher thematisiert werden. Diese Unterrichtseinheit beschreibt die Hintergründe zum Shapiro-Effekt und skizziert die Einsatzmöglichkeiten des Programms "Phänomene der Allgemeinen Relativitätstheorie".
Relativitätstheorie: Der Shapiro-Effekt
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- Astronomie / Physik
- Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
- 1 Stunde (je nach Vertiefung flexibel)
- Arbeitsblatt, Lernkontrolle, Video
- 1 Arbeitsmaterial
Sekundarstufe I,
Sekundarstufe II,
Planet,
Relativitätstheorie,
Albert Einstein,
Gravitation
Einmal Venus und zurück – Schülerinnen und Schüler untersuchen mithilfe einer Simulation die Laufzeitverzögerung von Radarechos. Der Effekt beruht auf der Krümmung des Raums durch die Masse der Sonne.
Beschreibung der Unterrichtseinheit
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shapiro_effekt_aufgaben.pdf
Schülerinnen und Schüler sammeln mithilfe der Simulation eigene Daten, werten diese grafisch aus und vergleichen ihr Ergebnis mit dem von Shapiro.
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