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NAWI Tage Gmünd Teil 1 - Astronomie 26. – 28.8.13 1 Downloadlink für die Materialien http://pro.kphvie.ac.at/nawihaus/ 2 Matthias Kittel – rechte Kremszeile Link: matkit.at/nawisommer; erlaubnis der Verwendung und Veränderung 2.1 Fragebogen ausgeteilt Falsche Vorstellungen der Schüler Magnetismus zieht Menschen auf der Erde an Mond ist eine Lichtquelle Fragen: Nennen Sie bitte 3 Begriffe aus der Astronomie, die Ihnen als erstes in den Sinn kommen! Was Sie eigentlich schon immer betreffs Astronomie wissen wollten! Welche falsche Vorstellungen zum Thema Astronomie ist Ihrer Meinung nach am häufigsten in den Köpfen der SchülerInnen verankert? 2.2 Sternklassen Oh be a fine girl this week 2.3 Teilgebiete 2.4 Erdtage Folie 5 2.5 Sonne Hinterhofstern, klein, nicht heiß; Oberlfäche – is nicht – Gas! Beobachtung der Sonne – Folie vor dem Teleskop Eine Sonnenfinsternis wird für Menschen erst sichtbar, wenn ¾ der Sonne bedeckt sind 2.6 Planeten 8 Stück, Mein Vater erklärt mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel 2.7 Pluto Planetenstatus wurde ihm aberkannt, weil sein Mond zu groß ist Wann ist ein Planet ein Planet? – annähernd kugelförmig, kreist um Sonne, hat bereinigte Bahn (keine Trümmer, die so groß sind wie er) 2.8 Lichtanalyse Spektren, Helium wurde zuerst im Weltall entdeckt NAWI Tage Gmünd Teil 1 - Astronomie 26. – 28.8.13 2.9 Sternbeobachtung Orion kann man im Februar beobachten 2.10 Meteor, Meteorit, Asteroid Ersterer – solange er im Weltall fliegt Asteroid ist mindestens so groß wie ein Autobus Armageddon – Bruce Willis 2.11 Filme James Bond – Zentrifuge (22g!), Raumstation dreht sich zu langsam Am physikalisch korrektesten ist Apollo 13 2.12 c.t. Uhren waren zu ungenau, um Zeit für Treffen halbwegs einzugrenzen Erste Uni war in Padua, Treffen der Wissenschafter Jeder Ort hatte eine andere Zeit 2.13 HAL Rettungsaktion Luft anhalten, wie lang (Aepnoe Taucher 20’) Was passiert im Vakuum? Erfrieren – dauert eine Weile (Wärmestrahlung) Verbrennen wegen schneller Teilchen – nein, Schmerzen dadurch ja Erdatmosphäre – 10 t Luft über Kopf! Haut hält viel aus, Probleme für Augen, Trommelfell 2.14 Dunkle Materie Zwickie: Galaxien drehn sich außen zu schnell, muss Gravitation geben dunkle Materie Zwei Theorien: Whimps: hypothetische Elementarteilchen, dir wir noch nicht kennen Machos: große Elemente im Universum, aber, wir sehen keine! Unwahrscheinlich 2.15 Dunkle Energie Universum dehnt sich immer schneller aus Gesamtmasse: 68,3 dunkle Energie, 26,x dunkle Materie, 5 sehen wir 2.16 Exoplaneten Leben, das wir als solches erkennen können, ist aus C und H aufgebaut Andere Möglichkeiten: Methan (Titan), Silicium für uns nicht erkennbar Folie des 1. extrasolaren Planeten (Stern ausgeblendet) Wie erkennen: z.B. durch Trägheitsmoment, Erde dreht sich im Frühjahr wegen der Blätter anders (Nord/Südhalbkugel!) 2.17 Spezialgbiete Physik von Star Wars, Exoplaneten, Plantensuche, Ende der Erde (Gammastrahlung, Asteroiden, …) NAWI Tage Gmünd Teil 1 - Astronomie 26. – 28.8.13 Drosendorf -kurse für Hochbegabte: Weltraumlift (Nanoröhrchen), Astropyhsik in Film und Realität, … 2.18 Öffentlichkeitsarbeit für Physik T-Shirts Berichte 2.19 Arbeitsblätter in Medien.pdf durchbesprochen Berechnung Erdtemperatur, - S. 10 Helligkeit Heller – 2,5fache Leuchtkraft, Weber-Fächner’sches Gesetz Herzsprung-Russel-Diagramm: wichtigstes der Astronomie Postkarte an Erde – Adresse =? Kraterentstehung – Ober- und Unterstufe Unterschiedliche Schichten der Erde nachgebaut Finsternisse Parallaxenberechnung Rechtwinkelige Dreiecke, Tangens, Sternbild Fliege Polarlichter 2008 – bis Mitteleuropa, auch auf Jupiter und Saturn Energiegewinnung Photosynthese anderer Sterne Chlorophyll reflektiert grün, obwohl die grünen Photonen von der Anzahl her, die meisten sind. Geht’s nur um die Energie? Sonnenfinsternis – Versuch mit Feldstecher auf der Wand Lochkameraeffekt Sternentwicklung Sternklassifikation Zwergplaneten 2001 – HAL – Movie Durch Vakuum in Raumschiffschleuse schießen Herwig – Versuch Kaktus unter Vakuumglocke, Apfel, angeschnittener Apfel – angeschnittene Zellen köcheln NAWI Tage Gmünd Teil 1 - Astronomie 26. – 28.8.13 2.20 Präsentation 2.21 Fragenblattauswertung Fragenblatt, das wir am Anfang ausfüllen sollten Folie 20 Universum unendlich groß? Universum ist klein – ist nicht unendlich groß Olbertsches Paradoxon –in der Nacht ist es dunkel, wenn es unendlich groß wäre– müsste überall ein Stern sein – an jeder Stelle etwas Licht – nicht dunkel Zukunft des Universums Kosmologie – 3 große Theorien 1) es hat genug Masse, dass es nach Ausdehnung wieder zusammenfällt 2) breitet sich aus aber immer langsamer 3) breitet sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus Stimmt Urknalltheorie? Kann Aussehen der Galaxien nicht erklären Hintergrundstrahlung, Verteilung der Materie stimmen überein Gefahr durch schwarzes Loch? 30000 LJ weg – kein Problem Wie ist Erde entstanden? Wie ist der Mond entstanden? Mondmaterial aus Erde durch Meteorit herausgeschlagen Exoplanten 940 dzt. entdeckt Bemannte Raumflüge Chinesen wollen auf den Mond, Amerikaner auf Mars (0,5 Jahre Flugzeit), Probleme – psychologische Probleme, Sonnenwind (Bleiabschirmung – teuer, schwer), Landetechnik wie am Mond; Moment ISS genug Probleme Sternentypen Siehe Arbeitsblatt Sternentstehung wie? Staubwolke verdichtet sich, T muss stimmen und die Dichte Dunkle Materie Bestimmung der Hubble Konstante Entfernung eines Universums bestimmen, mit Geschwindigkeit mit der es sich entfernt Die Entfernung zu bestimmen ist eins der größten Probleme NAWI Tage Gmünd Teil 1 - Astronomie 26. – 28.8.13 Andromeda – über Cepheiden – die Pulsationsdauer und Helligkeit – wird rückgerechnet und damit Entfernung der Andromeda-Galaxie berechnet, oder über Supernova berechnen Jedenfalls ist es aufwendig! Relativitätstheorie In schwarzem Loch funktioniert Physik nicht mehr die Gravitation auf Füße so viel stärker, als auf Kopf – „spaghettisiert“ Orientierung am Himmel Atlas mitnehmen Stellarium – Programm – kann alles – Verwendeung, um verschiedenes zu zeigen, z.B. was war vor …, wie ist in …, läuft am PC; kann die Sonne wegschalten Für Smartphones gibts Apps Infos aus Strahlung? Wellenlänge, Absorptionslinien, 2.22 Lehrplan Folie 23 2.23 Fächerübergreifendes Jede Formel halbiert die Auflage eines Buches – Jule Verne hat es nicht gestört, unbekannt, was die Formel im Artikel soll (ausgeteiltes Arbeitsblatt) 10 Fehler sind im Artikel eingebaut Fehler: Kein Woosh, roaring, dense asteroid field (sind 100000 km voneinander entfernt, in Kurve legen – gibt keine Luft (Strömungsverhältniss – Physik des Fliegens) „Trägheitsdämpfer“; Mond-Sonne, in Erdgravitation gefangen (abstürzen, oder!), Laserstrahl im Weltraum nicht sichtbar, da keine Teilchen. Kein Vollmond von hinten!, distant Galaxy, Wasser stehlen (ist nichts besonderes – wozu stehlen?), Explosion geht nicht nach unten, im Weltall eine Kugel – kein Ring, Sauerstoff fehlt für’s Brennen Hyperraum – Sterne zischen vorbei – aber, sie sind soweit entfernt – „schleichen“ vorbei Beamen geht nicht, weil man zu wenig Speicherplatz hat – Heisenberg’sche Unschärferelation - Ort und Geschwindigkeit nicht glz bestimmbar– „Heisenbergkompensator“ – wie funktioniert er?– Antwort Gene Roddenberry: Danke schön, sehr gut!, Illuminati – warum leuchtet Antimaterie, Vakuumgefäß (Weltraum – 3 pt /m³, starkeMagnete – viel Strom! - Versorgung) –leuchtet, transportiert – Druckwelle beim Explodieren …. Antiproton schon Buch: Gregory Benford, Cosm – Miniuniversum Gesamtes Wasser auf der Erde stammt von Kometen etc. NAWI Tage Gmünd Teil 1 - Astronomie 26. – 28.8.13 Fehlersuch - Idee Schüler bringen Zeitschrift Österreich und Gratis mit Die Sonne – gewaltige Magma Eruptonen … Kurzschlüsse lösten beim bisher heftigsten Ausbruch der Sonne 1859 gewaltige Brände aus ... Etc. Aufgabe für Schüler – in Foto der Artikel Fehler suchen 2.24 Elemente Urknall Wasserstoff … Folie 25 – Population 3 Sterne, explodiert – Population 2 - ebenso, heute Population 1 – Sterne, sie erzeugen in ihrem Inneren durch Fusion die Elemente bis zum Eisen – Nukleonen sind im Eisen am festesten gebunden – haben Sterne Eisen gibt es keine Energiegewinnung mehr – bei der Explosion kommt es zur Verteilung der Elemente im Weltraum Schwerere elemente: Fe – stößt mit He zusammen schwerere Elemente Bücher: Bad Astronomie – Philip Plait Das wilde Leben der Elemente Lem – Sterntagebücher Astronomy out of this world, ISBN 978-0-734-3248-8 Florian Freistädter – Der Komet im Cocktailglas Name von Antimon, „gegen die Mönche“ 2.25 Was ist Leben Was muss im Sonnensystem/Stern passen, damit Leben entstehen kann? Folie 26 Folie 27 – Sternart, …. 28: Zu heiße Sterne verbrennen zu schnell – zu wenig Zeit für Lebensentstehung 29: sollte den Temperaturunterschied Sommer/Winter nicht zu extrem machen; relativ kreisförmig 30: Jupiter sammelt den ganzen Müll ein! 31: habitable Zone, Wasser als Flüssigkeit 32: klein 33: stabilisiert Erdachse, Gezeiten (Fische – an Land – „schwimm, schwimm, schwimm – wääh …“) 34: Gasgemisch 35: es dauert lang, viele Sterne existieren nicht so lang NASA – Spiel: Gruppendynamik, 20 Utensilien, nach Wichtigkeit ordnen, zuerst allein, dann in der Gruppe (Sauerstoffflasche, ..) – zum Runterladen 2.26 Panspermie Leben aus dem Universum auf anderen Planeten verbreitet (Problem nur verlagert –wo kommen die her?) 36: Panspermie – Aliens, die wie Humanoiden ausschaun NAWI Tage Gmünd Teil 1 - Astronomie 26. – 28.8.13 2.27 Klimawandel Bonmot: Meeresspiegel Anstieg gesamt – Gesetzesvorlage in North Carolina 2.28 Dinosaurier Folie 37, Krater in Golf von Mexiko Gesteinsschichten – eine Schicht mit Überschuss von Mangan – zerbröselter Asteroid, der auf Erde gefallen ist 2.29 Leben auf anderen Planeten Folie 38 - Leben auf anderen Planeten, Bakterien, die etwas Bestimmtes aushalten Druck Stein essen Salzige Umgebung Kälte Methan Ohne viel Nahrung Radioaktivität Temperatur Giftstoffe - sie wurden gefunden an Orten, wo man dachte, es gibt kein Leben 2.30 Marsgestein Schlauchähnlich – Überbleibsel eines Bakteriums Kanäle am Mars– Übersetzungsfehler, waren Gräben 2.31 Titan Methan, ev. Leben möglich 2.32 Enceladus Km hohe Geysire – Wasser friert dann, 2.33 Voyager Sonde Waldheim; piepst noch immer und verlässt gerade Sonnensystem, wird schneller Voyager Schallplatte, Waldheim, Mozart, Strauss; Gold, … 2.34 Aliens – Verständigung Nur über Mathematik Frage – Funk? 2.35 Arecibo Nachricht gesendet – hat sich keiner gemeldet 2.36 Fremde Erden Nächster Stern Proxima Centauri, NAWI Tage Gmünd Teil 1 - Astronomie 26. – 28.8.13 2.37 Filme Folie 45 2.38 Drake Gleichung 2.39 Fermi-Paradoxon 2.40 Astronaut’s Cookbook Buch, Folie 48, Wasserhaushalt auf der ISS, fett, kalorienreich, keine Möglichkeit einfach zu öffnen, alles Wasser recycelt 2.41 Spezialitäten Mond Europa – Bittersalz auf der Oberfläche, Lichtjahresgroße Alkoholwolken (allerdings Ethanol), Gaswolken mit Zucker 2.42 Software Geogebra: Planet um Doppelsternsystem – Informatik, Datei doppelstern_2.ggb Programm Mercury Zweikörperproblem ist eindeutig lösbar Dreikörperprobleme sind nicht eindeutig lösbar 2.43 Links Astronomieblog – www.astrodicticum-simplex.de 2.44 Weitere Arbeitsblätter AB: Definition Planet (kompetenzorientiert), Bad Astronomy goes Hollywood Jura Soifer, Theaterstück, Prolog AB Dunkle Materie 2.45 Astronomenwitz: Treffen sich zwei Planeten, einer ist die Erde. Na Erde, wie geht’s dir denn. Ah, mir geht’s schlecht, ich hab Menschen. Na mach dir nix draus, des geht vorbei. Decompression in vacuum, can you do this? Movie
