Unterrichtsmaterial

Finsternisse kommen häufiger vor als es die meisten Menschen meinen. Auch treten sie nicht während beliebiger Neu- oder Vollmondphasen im Jahr verteilt, sondern saisonal gehäuft (aber auch nicht zu einem festen Zeitraum des Jahres) auf. Die zweite Finsternis-Saison in 2018 beginnt am 13. Juli mit einer in Südaustralien sichtbaren partiellen Sonnenfinsternis, wird gefolgt von einer totalen Mondfins- ternis am 27. Juli (siehe SuW-Beitrag, S. 68-72) und endet wieder mit einer partiellen Sonnenfinster- nis am 11. August (sichtbar in Skandinavien). Die Abfolge der Sonnen- und Mondfinsternisse lässt sich gut im sogenannten Finsternis-Diagramm erkennen. Im folgenden WIS-Beitrag wird dieses Diagramm zunächst vorgestellt und anschließend am Beispiel interpretiert. Zur Interpretation wird das Anschauungsmodell „Lunarium“ eingeführt und genutzt. Diese für den Lehrer wichtigen Informationen münden in ein Arbeitsblatt, welches mit Schü- lern getestet wurde (siehe Unterrichtserfahrungen).

Maßstabsgetreue Modelle helfen dabei, sowohl die Größen der Planeten als auch die Dimensionen des Sonnensystems als Ganzes zu verdeutlichen und damit den Anblick dieser Himmelskörper mit und ohne Fernrohr anschaulich werden zu lassen. Oftmals kommen hierbei aus praktischen Gründen allerdings unterschiedliche Maßstäbe für die Größen und die Abstände der Planeten zum Einsatz, was insbesondere bei jüngeren Schülern leicht zu Missverständnissen führen kann. Dieses WIS-Material gibt Hinweise zum Bau eines Modells, das dieses Problem umgeht und zeigt anhand von Beispielen werden mögliche Lernziele für verschiedene Altersstufen auf.

Im WIS-Beitrag soll ein Überblick gegeben werden über die Erforschung der Venus sowie über wesentliche Ergebnisse gewonnen durch Astronomie und Raumfahrt. Desweiteren werden einige Beobachtungsaufgaben angeregt.

Der im Folgenden vorgeschlagene Unterrichtsgang basiert auf dem Artikel „Helmholtz auf dem Prüfstand“ aus Physik in unserer Zeit und bietet hierzu Arbeits- und Hintergrundmaterial [1]. Er kann im Rahmen der mechanischen Wellenlehre in der Kursstufe eingesetzt werden und bietet sich nach der Behandlung der Themen „erzwungene Schwingungen“ beziehungs- weise „Wellenausbreitung auf begrenzten Trägern“ an.

Der Begriff „Sonnensegel“ im Sinne der Raumfahrt (engl.: SSP - solar sail propulsion) entstand Ende der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts, obwohl die Idee dahinter schon älter ist. Die Photonen des Sonnenlichts sollen durch Reflexion an der Segelfläche den Vortrieb einer mitgeführten Sonde erzeugen. Ein großer Vorteil ist, dass man auf mitzuführende Treibstoffe verzichten kann.