Gravitationswellen: erster indirekter Nachweis mit Pulsar

Premium
  • Astronomie / Physik
  • Sekundarstufe II
  • 4 bis 5 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsblatt
  • 4 Arbeitsmaterialien

Diese Unterrichtseinheit zum Thema "Gravitationswellen" behandelt deren ersten indirekten Nachweis im Jahr 1974 durch Messung der Umlaufdauer eines Pulsars in einem Binärsystem.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Zwei Neutronensterne, einer davon ist ein Pulsar, umkreisen sich auf stark elliptischen Bahnen. Dieses System stellt ein ideales Testlabor für die Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie dar. Dabei treten zwei relativistische Effekte besonders stark zutage: die Drehung der Bahn-Ellipse des Pulsars (Periastrondrehung) und die Verringerung der Umlaufdauer des Pulsars aufgrund der Abstrahlung von Gravitationswellen. Beide Effekte werden in dieser Unterrichtseinheit thematisiert, wobei der Schwerpunkt auf dem Thema Gravitationswellen liegt.

Die Materialien nehmen Bezug auf ein Erklärvideo aus der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen. Zu diesem Video finden Sie bei Lehrer-Online noch zwei weitere Unterrichtseinheiten, welche die Sonnenfinsternis-Expedition im Jahr 1919 (1974) sowie den ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen mithilfe von Laser-Interferometern im Jahr 2015 – also die Vorgeschichte beziehungsweise die weitere Entwicklung der Forschung in diesem Bereich – zum Inhalt haben und ergänzend zur vorliegenden Einheit im Unterricht eingesetzt werden können.

Den Zugriff auf die komplette Unterrichtseinheit inklusive der Downloads
erhalten alle Premium-Mitglieder.



Jetzt Premium-Mitglied werden
Unterrichtsmaterial "Gravitationswellen: Pulsar" zum Download (PDF)
Unterrichtsmaterial "Gravitationswellen: Pulsar" zum Download (Word)

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler…

  • erkennen, dass die Drehung der Bahn-Ellipse den Vorhersagen der Relativitätstheorie entspricht.
  • berechnen physikalische Größen mit komplexen Formeln.
  • werten Messwerte aus.
  • interpretieren und bewerten Versuchsergebnisse.
  • erklären physikalische Phänomene und Versuchsanordnungen im Sachzusammenhang.
  • stellen die wissenschaftliche Bedeutung von physikalischen Erkenntnissen heraus.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler…

  • können die im Video dargestellten physikalischen Inhalte nach Relevanz filtern und strukturiert wiedergeben sowie Informationen gezielt herausstellen.
  • können Texte in gedruckter und digitaler Form nach bestimmten Fragestellungen hin untersuchen und die relevanten Informationen herausarbeiten.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler…

  • arbeiten konstruktiv und kooperativ in Partner- oder Gruppenarbeit.
  • diskutieren in Partner- oder Gruppenarbeit und äußern dabei ihre Meinung unter Nutzung ihrer fachlichen Kenntnisse.
  • stellen Ergebnisse der Partner- und Gruppenarbeit angemessen und verständlich im Plenum dar.

Aus unserem Lehrer-Online-Shop

Shop Artikel: tutory-BASIC

Eigene Arbeitsblätter einfach schnell erstellen und im Handumdrehen differenzieren mit dem Editor von tutory.de!

29.90 €

Shop Artikel: tutory-PREMIUM

Eigene Arbeitsblätter einfach schnell erstellen und im Handumdrehen differenzieren mit dem Editor von tutory.de!

59.90 €

Shop Artikel: La cucina di Giulia – Ricette di famiglia...

Landestypisches Essen und kulturelle Einblicke. En français, bien sûr, mit deutschen …

8.90 €

Shop Artikel: Mein Schulplan

Mit “Mein Schulplan” haben Sie Ihre Schultermine und Unterrichtsplanung immer und überall im Blick.

34.95 €

Shop Artikel: MasterTool - Schülerexperimente zu SEG...

Bestens geeignet für den Einsatz am Interaktiven WhiteboardInteraktive MasterTool-Dokumente abgestimmt auf den...

19.90 €

Shop Artikel: MasterTool - Schülerexperimente zu SEG...

Bestens geeignet für den Einsatz am Interaktiven Whiteboard253 interaktive MasterTool-Dokumente abgestimmt auf den...

19.90 €

Shop Artikel: MasterTool - Schülerexperimente zu SEG...

Bestens geeignet für den Einsatz am Interaktiven WhiteboardInteraktive MasterTool-Dokumente abgestimmt auf den...

19.90 €

Shop Artikel: MasterTool - Physik interaktiv -...

50 interaktive Lerneinheiten.Bestens geeignet für den Einsatz am Interaktiven Whiteboard5 Abgeschlossene Lerneinheiten zur Erarbeitung...

19.90 €

Shop Artikel: MasterTool - Physik interaktiv -...

50 interaktive Lerneinheiten.Bestens geeignet für den Einsatz am Interaktiven WhiteboardVom einfachen Teilchenmodell bis hin zu den...

19.90 €

Shop Artikel: MasterTool - Schülerexperimente zu SEG...

Fach: Physik        Klassen: Sekundarstufen  Schulart: AlleAutor: Cornelsen Experimenta Was ist MasterTool? MasterTool ist das richtige...

19.90 €
Autor
Portrait von Matthias Borchardt Matthias Borchardt

Zum Autoren-Profil

Frei nutzbares Material
Die von Lehrer-Online angebotenen Materialien können frei für den Unterricht genutzt und an die eigene Zielgruppe angepasst werden.
Ergänzende Unterrichtseinheiten

Unsere neuesten Unterrichtseinheiten