Unterrichtsmaterial

Im vorliegenden Material wird mit Hilfe von Experimenten und Analysesoftware gezeigt, wie Signale, die mit bestehenden Technologien bzw. auf Grund physikalischer Grenzen nur unzureichend ausgewertet werden können, durch das Heterodynprinzip doch noch entschlüsselt werden können.

Als Ursache für das begrenzte Auflösungsvermögen optischer Instrumente wird in Schullehrbüchern in der Regel die Trennbarkeit der Beugungsscheibchen zweier Objektpunkte genannt. Der vorliegende Unterrichtsvorschlag möchte die Schülerinnen und Schüler (SuS) der Oberstufe mit zwei alternativen Begründungen/Herleitungen für das begrenzte Auflösungsvermögen bekannt machen. So werden zwar keine wirklich neuen physikalischen Inhalte, sehr wohl aber Neues gelernt.

Zu diesem Beitrag stehen didaktische Materialien zur freien Verfügung. Sie bieten Versuchsanleitungen unterschiedlicher Komplexität zur Veranschaulichung von Sternschwingungen. Sie reichen von einfachen Handexperimenten bis hin zur Materialbestimmung von elastischen Körpern durch die Analyse ihres Schwingungsverhaltens.

Wichtige Begriffe, die die Teleskopleistung beschreiben, werden erörtert. Dem Auflösungsvermögen wird dabei besondere Bedeutung zu. Eine Aufgabensammlung ermöglicht dem Schüler, die zuvor eingeführten Begriffe und physikalischen Formalismen „mit Leben zu erfüllen“.

Ergänzend zum Beitrag von Martin Falk bieten die WIS-Materialien eine Reihe von Ideen und Vorlagen für den praktischen Einstieg in die Astro-Spektroskopie. Die Reihe der dabei vorgestellten Arbeitsblätter beginnt bei den Grundlagen, führt über sehr einfache Geräte zur Spektrenbeobachtung und das Design eines Prismenspektrografen bis hin zu verschiedenen Möglichkeiten der Spektrengewinnung am Fernrohr und endet bei einem Beispiel zur Spektrenauswertung.