Kinematik der Speziellen Relativitätstheorie

Premium
  • Astronomie / Physik
  • Sekundarstufe II
  • mindestens 5 Unterrichtsstunden oder freie Zeiteinteilung bei selbstständiger Bearbeitung außerhalb des Unterrichts
  • Video, Primärmaterial, Arbeitsblatt interaktiv
  • 1 Arbeitsmaterial

Die hier vorgestellte Lerneinheit zur Kinematik der Speziellen Relativitätstheorie nutzt interaktive Webseiten mit dynamischen GeoGebra-Applets. Animierte Simulationen aus der Lernumgebung bieten Visualisierungsmöglichkeiten, die auf dem Papier und an der Tafel nicht realisierbar sind und die das Verständnis erleichtern.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Die Grundzüge der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) basieren auf einer einfachen Formel. Nein, nicht E = mc², sondern v = s/t. Ausgehend von zwei einfachen Annahmen lieferten revolutionäre Gedankenexperimente über die Laufzeit von Licht, gemessen von zueinander bewegten Beobachtern, verblüffende neue Erkenntnisse über Raum und Zeit. Und mithilfe des guten alten Pythagoras (Link zur Lernumgebung "Die Satzgruppe des Pythagoras" des Autors bei Geogebra.org) sind auch die zugehörigen Formeln für die Zeitdilatation und die Längenkontraktion schnell hergeleitet. In der Lernumgebung zur Kinematik der Speziellen Relativitätstheorie können Lehrende und Schülerinnen und Schüler mithilfe der Maus am Monitor Darstellungen und Konstellationen kontinuierlich verändern. Bestimmte Fragestellungen lassen sich so dynamisch verfolgen und überprüfen. Dies ermöglicht einen aktiv-entdeckenden Zugang zu den physikalischen Sachverhalten. So wird die Relativität der Gleichzeitigkeit am Beispiel der Beobachtung eines Lichtblitzes erkundet, der in der Mitte einer fliegenden Rakete gezündet wird. Die Geschwindigkeit des Raumschiffs können die Lernenden dabei variieren.

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



Jetzt Premium-Mitglied werden
Download

Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • die Bedeutung der Postulate der Speziellen Relativitätstheorie verstehen.
  • die Notwendigkeit einer präzisen Definition von Ort und Zeit eines Ereignisses einsehen.
  • die Relativität der Gleichzeitigkeit als zwingende Konsequenz der Postulate erkennen.
  • die Formel für die Zeitdilatation herleiten und anwenden können.
  • die Formel für die Längenkontraktion herleiten und anwenden können.
  • die Zitate aus Originalarbeiten richtig deuten und dem Gelernten zuordnen können.

Aus unserem Lehrer-Online-Shop

Shop Artikel: Licht - Eigenschaften und Experimente

Licht ist der sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung und besteht aus winzigen Masseteilchen. Die sogenannten Photonen bewegen...

79.00 €

Shop Artikel: Fragen und Antworten - zur...

Die kompakte A-Z Broschüre dient Schulleitung, Lehrkräften und Eltern als Ratgeber zu allen Fragen der Schüler-Unfallversicherung....

3.70 €

Shop Artikel: Erste Hilfe in Schulen (Broschüre)

Die Registerbroschüre zum Aufhängen zeigt im schnellen Überblick die Maßnahmen der Ersten Hilfe für Schülerinnen und Schüler bei...

2.85 €

Shop Artikel: Erste Hilfe bei Kindern - Was tun im...

Die Registerbroschüre zum Aufhängen zeigt Erzieherinnen, Erziehern, Tagesmüttern, Eltern und allen anderen, die mit Kindern zu tun...

2.85 €

Shop Artikel: Zeckenalarm! - Registerbroschüre für...

All diejenigen, die sich häufig im Freien aufhalten, sind bedroht, von einem der kleinen Spinnentiere befallen zu werden. Doch was tun,...

2.85 €

Shop Artikel: Kraft tanken im Lehreralltag - Gute...

Der Stress im Lehrerberuf nimmt stetig zu: Lärm, große Klassen mit teilweise verhaltensauffälligen Schülerinnen und Schülern, fehlende...

4.95 €

Shop Artikel: Erste Hilfe in Schulen - Gute gesunde...

Die Broschüre erläutert Erste Hilfe in Schulen und die Rolle der Ersthelfer. Sie gibt Hinweise zur Regelung der Ersthelferausbildung...

4.95 €

Shop Artikel: Achtsamkeit macht Schule - Gute gesunde...

Wie Achtsamkeit im Schulalltag helfen kann Die Broschüre hält Tipps und Anregungen für Übungen und Selbstchecks zum Thema Achtsamkeit...

4.95 €

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 €
Autor
Avatar Claus Wolfseher

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.

Unsere neuesten Unterrichtseinheiten