Wie sieht ein Schwarzes Loch aus?

Unterrichtseinheit

Nach welchem Verfahren entstehen die reizvollen Visualisierungen relativistischer Effekte in der Nähe Schwarzer Löcher? Und welche physikalischen Effekte kann man daran anschaulich erarbeiten?

  • Astronomie / Physik
  • Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
  • maximal 1 Stunde (je nach Vertiefung flexibel)
  • Video, Ablaufplan
  • 1 Arbeitsmaterial

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Relativistische optische Effekte im Umfeld Schwarzer Löcher können mithilfe von Computergrafiken und -animationen reizvoll dargestellt werden. Wenn man sich im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie mit diesen Effekten beschäftigt - wie zum Beispiel in der Unterrichtseinheit Lichtablenkung in der Nähe Schwarzer Löcher - lockern diese Visualisierungen den Unterricht nicht nur auf. Sie veranschaulichen auch, warum zum Beispiel ein Betrachter in der Nähe eines Schwarzen Lochs beim Blick nach vorn sehen kann, was sich in seinem Rücken abspielt.

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Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • die Folgen der Lichtablenkung in der Nähe Schwarzer Löcher am Beispiel einiger Simulationen kennenlernen.
  • außergewöhnliche Effekte erkennen und anschaulich verstehen, wie zum Beispiel ein Abbild des rückwärtigen Raums vor dem Betrachter eines Schwarzen Lochs entsteht.
  • die "Lichtverfolgungsmethode" des Raytracings als eine Grundlage der Erzeugung von Computergrafiken und -animationen kennenlernen.
  • die Grundlagen des Relativistischen Raytracings verstehen (optional).

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Matthias Borchardt

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