Gravitationswellen: erster direkter Nachweis mit Interferometern - kostenloses Unterrichtsmaterial online bei Elixier

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Diese Unterrichtseinheit thematisiert den ersten erfolgreichen Nachweis von Gravitationswellen, der 2015 mithilfe zweier riesiger Laser-Interferometer in den USA gelang. Quelle des Ereignisses war die Verschmelzung zweier eng umeinanderkreisender Schwarzer Löcher in einer Entfernung von 1,3 Milliarden Lichtjahren. Die Arbeitsblätter zum ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen bauen auf einem Erklärvideo aus der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen auf. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.

Anbieter:

Lehrer-Online | Eduversum GmbH, Taunusstr. 52, 65183 Wiesbaden

Autor:

Matthias Borchardt

Lange Beschreibung:

In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten die Schülerinnen und Schüler einige wichtige physikalische Zusammenhänge des als sensationell eingestuften Beobachtungsergebnisses, das den ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen darstellte. Thematisiert werden: die Umlauffrequenz, der Abstand und die Bahngeschwindigkeit der beiden Schwarzen Löcher, die Frequenz und die Amplitude der Gravitationswelle am Ort der Beobachtung sowie die Lokalisierung der Quelle am Himmel. Die Materialien sind so angelegt, dass die Schülerinnen und Schüler ihre Rechenergebnisse stets mit den Daten aus den Originalveröffentlichungen zu dem Gravitationswellenereignis GW150914 vergleichen können. Sie erfahren dabei auch, dass die klassische Gravitationsphysik nach Newton bei der Beschreibung des vorliegenden Phänomens an ihre Grenzen stößt und die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein durch den direkten Nachweis von Gravitationswellen eine weitere wichtige Bestätigung findet. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier "Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht" .

Bildungsebene:

Sekundarstufe II

Frei zugänglich:

ja

Kostenpflichtig:

nein

Lizenz:

Keine Angabe

Sprache:

Deutsch

Themenbereich:

Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Astronomie
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Astronomie Astronomie als Naturwissenschaft
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik Astronomie
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik Astronomie Astrophysik, Geophysik
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik Astronomie Astrophysik, Geophysik Sonnensystem Entstehung
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik Astronomie Astrophysik, Geophysik Universum
Schule sozialkundlich-philosophische Fächer Geographie Erde Erde als Himmelskörper, Astronomie
Schule Grundschule Wissen Weltraum
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Mathematik Fächerübergreifende Themen Mathematik und Physik
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik
Schule mathematisch-naturwissenschaftliche Fächer Physik Überblick, Allgemeines
Berufliche Bildung Fächer der beruflichen Bildung Biologie, Chemie, Physik

Geeignet für:

Lehrer