Gravitationswellen: erster indirekter Nachweis mit Pulsar

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

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

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 das komplette Unterrichtsmaterial inklusive aller Texte und Informationen erhalten Sie mit einer Premium-Mitgliedschaft.

Schon Premium-Mitglied?
Noch kein Premium-Mitglied? Jetzt informieren

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.

Lesen Sie mehr zum Thema:

Aus unserem Lehrer-Online-Shop

Ottomotor - Im Wandel der Zeit: DVD mit ...

OTTOMOTOR - IM WANDEL DER ZEIT Die DVD gibt einen Einblick in die historischen Anfänge des ...

79,00 €

Weltall - Geschichte der Raumfahrt: DVD mit ...

Der Film „Weltall – Geschichte der Raumfahrt“ entführt Sie in die Weiten des Weltraums. Es ...

79,00 €

Smart Grid - Intelligente Stromnetze: DVD mit ...

Früher wurde Strom in Kraftwerken durch die Verbrennung von fossilen Rohstoffen erzeugt und ...

79,00 €

Röntgenstrahlung - Entdeckung, Eigenschaften und ...

Sie sind enorm energiereich, durchdringen unseren Körper problemlos und trotzdem können wir ...

79,00 €

Windenergie - Erneuerbare Energien I: DVD mit ...

Unsere Zukunft liegt in den erneuerbaren Energien. Die fossilen Brennstoffe Kohle, Öl und Gas ...

79,00 €

Sekundarstufenpakete fächerbezogen zu top Preisen

Wählen Sie ein Didacta Paket aus den naturwissenschaftlichen Fächern aus! Für das Fach Chemie ...

14,30 €

Licht und Farbe - Lebenselexiere der Erde: DVD ...

Ohne Licht würde auf unserer Erde kaum Leben existieren. Pflanzen brauchen diese ...

79,00 €

Roboter - Helfer des Menschen: DVD mit ...

Sie verrichten Schwerstarbeit, sind unermüdlich und exakt in Ihren Ausführungen. Sie erkunden ...

79,00 €

Makrokosmos - Unvorstellbar groß: DVD mit ...

MAKROKOSMOS - UNVORSTELLBAR GROß Makrokosmos - Was ist das? Der Film beschäftigt sich ...

79,00 €

Licht - Eigenschaften und Experimente: DVD mit ...

Licht ist der sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung und besteht aus winzigen ...

79,00 €

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