Astronomie, NWT-Modul, Klasse 9, GZG, Stand 24.1.15

 

Inhaltsverzeichnis:

1. Einführung, ein erster Überblick. 1

2. Sternkarte, Simulationsprogramme. 5

3. Was ist täglich am Himmel zu sehen? – Sternbilder, Bewegung. 7

4. Das Jahr, Bewegung der Sonne. 8

5. Bewegung der Planeten. 9

6. Himmelskoordinaten. 9

7. Modelle, Zeit, Weltalter 10

8. Teleskope der Schule, Teleskopführerschein. 11

9. Licht, Sonnenenergie. 12

10. Helligkeit der Sterne. 14

10. Wissen der modernen Astronomie. 14


11. Wiederholung, Vorbereitung der Klassenarbeiten. 14


A) Vortragsthemen, Ausleihe von Teleskopen der Schule. 15

B) Videos Sternstunden und andere. 15

C) Wichtige aktuelle Daten, Positionen der Sternwarten. 16

D) Download der Simulations-Programme. 16

E) Anmerkungen zum Aufbau der Unterlagen zum Unterricht 17


F) Linksammlung für Schüler, die mehr wissen wollen. 18

Literatursammlung Bücher 18

Einführungsseiten in die Astronomie im Internet 18

Lernmodule im Internet 19

Wichtige Sternbilder, Informationen zu den Sternen. 19

Allgemeine Astronomieseiten. 19

Allerlei 20

Astrofotografie, Fotos von Sternen und anderen Himmelsobjekten. 21

Filme zur Astronomie. 22

Software zur Astronomie. 23

 

1. Einführung, ein erster Überblick

In FN sieht man normalerweise nur 200 bis 500 Sterne, wenn man zum Himmel schaut. Der Himmel ist wegen den vielen Lichter nie ganz dunkel. Deshalb sieht man nur die Sterne, die heller sind als der Himmel.

Bei guter Sicht, d.h. wenn der Himmel ganz dunkel ist, sieht man mit einem scharfen Auge etwa 3000 Sterne. Es gibt aber allein in unserer Milchstraße gut 100 Milliarden Sterne.

Und es gibt 100 Milliarden Milchstraßen mit jeweils rund 100 Milliarden Sternen.

Das Universum ist 13,8 Milliarden Jahre alt – dies ist zumindest die heute Vorstellung. Es ist in beim Urknall entstanden - bei dem es allerdings nicht geknallt hat, sondern bei dem nur alles, was wir heute sehen ganz dicht beieinander war, fast an einer Stelle - allerdings sieht man keinesfalls alles, was damals an einer Stelle war. Seit den 13,8 Milliarden Jahren dehnt sich das Weltall aus, die Materie entfernt sich immer weiter voneinander. Außer der sichtbaren Materie sollte es aber noch „dunkle Materie“ gegeben, Materie, die kein Licht aussendet, die man nur aufgrund der Schwerkraft feststellen kann. Außerdem könnte es noch die „dunkle Energie“ geben. Die gesamte Materie (so wie wir sie auf der Erde wahrnehmen) macht sogar nur etwa 4% der vorhandenen Energie oder Masse aus.

Die Sonne und die Erde sind vor rund 4,57 Milliarden aus einer Staubwolke entstanden -, wohl zusammen mit vielen anderen Sternen. Zu dieser Zeit war das Weltall schon 9 Milliarden Jahre alt, es hatten sich bei vielen Supernova Explosionen die „schweren“ Elemente jenseits von Helium gebildet, aus denen die Erde im Wesentlichen besteht (in der Astronomie bezeichnet man alle Elemente ab Lithium als schwer). Kurz nach dem Urknall gab es nur Wasserstoff (80%) und Helium (20%).

Die Erde besteht somit aus Atomen, die beim Urknall oder kurz danach noch nicht vorhanden waren. Alle Elemente, die schwerer als Helium sind, sind erst in den Sternen entstanden. In der Sonne (und den anderen Sternen) entsteht auch heute noch durch Kernfusion aus Wasserstoff Helium. Sauerstoff und Kohlenstoff entstehen am Ende eines Sternenlebens aus Helium. Danach (nach Milliarden oder mehreren 100 Millionen Jahren) entstehen die Elemente zwischen Kohlenstoff und Eisen. Alle Elemente, die schwerer als Eisen sind, also etwa Gold oder Uran, entstehen sogar erst beim „Tod“ sehr großer Sterne innerhalb von Sekunden, Minuten. Große Sterne leben normalerweise sehr kurz, nur ein paar 100 Millionen Jahre. Kleinere Sterne, so wie unsere Sonne leben hingegen 10 Milliarden Jahre oder länger.

Die Menschen gibt es seit 10 Millionen Jahren. Vor 400 Jahren haben sie das erste Mal den Himmel mit einem Teleskop betrachtet. Viele Dinge konnten die Menschen erst in den letzten 50 Jahren entdecken, seit es Raumfahrt gibt, seit man auch die elektromagnetische Strahlung beobachten kann, die nicht durch die Erdatmosphäre kommt. Es ist sehr schwer, sich solche Zeiten vorzustellen, wir werden dies im Laufe des Unterrichts anhand eines Modells versuchen, siehe)

 

Am Himmel gelten dieselben Gesetze wie auf der Erde. Dies ist die Grundlage der modernen Wissenschaft, unseres heutigen Weltbildes, die Newton vor allem wichtig war. Im Mittelalter und früher glaubten die Menschen (zumindest die Mehrheit, keinesfalls alle), am Himmel würde alles unveränderlich sein, Gegenstände würden sich ewig bewegen, auf der Erde aber würde alles vergehen. Wir wissen heute, dass das nicht stimmt. Der Himmel ändert sich ebenfalls, meist sehr langsam aber oft auch sehr schnell. Die Naturgesetze gelten am Himmel und auf der Erde genau gleich.

Wichtige Anwendungen des astronomischen Wissens sind: Kalender, Zeit, Seefahrt, Orientierung im Gelände, GPS (N, S, …)

 

T1.        Was kann man am Himmel sehen? In der Präsentation  Astro_Sterne.ppt findet man grundlegende Fotos von Sternen und Sternhaufen, in Astro_Sterne_Nebel.ppt Planeten, Exoplaneten und weiteren Objekten der Astronomie wie Nebel. In Astro_Sterne_Galaxien.ppt gibt es Fotos und Informationen von und Galaxien.
Anhand der Folien 14 bis 15 der letzten PPP  kann man verstehen, wie man dank der hohen Winkelauflösung der modernen Teleskope, die Massen von Sternen bestimmen kann. Ein solches Teleskop könnte einen Laster auf dem Mond erkennen.

T2.        Mit Teleskopen kann man viel mehr Sterne sehen als mit dem bloßen Auge. Man sieht dadurch viele Galaxien, Milchstraßen, die man ohne Teleskop nicht erkennen würde. Im Internet gibt es sehr viele Fotosammlungen von hervorragend aufbereiteten Fotos.

a)      Empfehlenswerte Fotos findet man in der Sammlung „Picture of the Day” von http://www.starobserver.org/ (dt. Fassung) bzw. http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/astropix.html (englische Fassung)
(Das Bild www.starobserver.org/xx.html entspricht www.starobserver.org/xx.html)
Zusammenstellung der Fotos von „Picture of the Day“ nach Themen findet man im Link Zus_PictureOfTheDay.htm

b)      Unter dem Link http://hubblesite.org/gallery/album/star findet man Sterne und Nebel.

c)      Der Link http://hubblesite.org/gallery/album/galaxy führt zu Fotos von Galaxien

d)      Empfehlenswert sind auch die Fotos des Hubble-Teleskops im Weltraum und die Fotos der Esa, der europäischen Weltraumbehörde

Weitere Fotoseiten findet man im Anhang

T3.        Sterne und Lichtverschmutzung: siehe Astro_Sterne.ppt (Folien 2 und 3)
oder http://www.lightpollution.it/dmsp/numstar.html 
Unter Lichtverschmutzung versteht man die Aufhellung des Nachthimmels durch künstliche Lichtquellen. Die Atmosphäre reflektiert einen Teil der Lichter diffus und ist dadurch erhellt. Sterne, von denen wenig Licht zu uns kommt werden dann nicht mehr gesehen. Außerdem beeinflussen die Lichtquellen auch das Leben der Tiere und nicht zuletzt auch unser eigenes Leben. Wir schlafen schlechter, der Hormonhaushalt wird verändert. Das Pflanzenwachstum wird beeinflusst, Millionen von Insekten sterben jede Nacht an den Lampen.

 

T4.        In der Powerpoint-Präsentation Astro_Einfuehrung.ppt man ein paar Infos zur Astronomie in der Geschichte. Weitere Informationen zur Geschichte findet man im Internet etwa unter der Adresse http://www.astro.uni-bonn.de/~pbrosche/astoria-d.html 
Die Astronomie entstand spätestens in der Steinzeit aus der Sonnen- und Sternbeobachtung und der kultischer Verehrung der Gestirne. In der Jungsteinzeit gab es eine Kalenderrechnung, die genaue Kenntnisse über Mond- und Sonnenbahn und die Jahreszeiten voraussetzte. Dies war für landwirtschaftliche Kulturen und die Planung ihrer Aussaat lebenswichtig. Damit waren religiöse Deutungen der Himmelsphänomene und ihrer möglichen Ursachen verbunden.
Die Beobachtung des Himmels war in den alten Hochkulturen Nordafrikas und des Nahen Ostens mit Mythologie und Religion verknüpft. Im ägyptischen Kalender spielte Sirius eine besondere Rolle, da sein Erscheinen am Morgenhimmel ab etwa 2000 v. Chr. die Nilüberschwemmung ankündigte. Babylonier und Assyrer bewahrten in ihren Archiven Aufzeichnungen über ihre astronomischen Beobachtungen, die selbst nach vorsichtigen Schätzungen bis ins dritte vorchristliche Jahrtausend zurückreichen.
Die griechische Kultur der klassischen Zeit betrieb erstmals Astronomie aus wissenschaftlichem Interesse an den tatsächlichen Vorgängen am Himmel, unabhängig vom praktischen Nutzen des Kalenders. Wiederholt wurden Alternativen zum geozentrischen Weltbild vorgeschlagen.

Ein paar wichtige Daten zur Geschichte in Form einer Tabelle, Quelle

etwa 2700 v.Chr.

die meisten Sternbilder des nördlichen Himmels erhalten in Babylon ihre Namen

585 v.Chr.

Thales von Milet sagt für den 28. Mai eine stattfindende Sonnenfinsternis voraus

etwa 350 v.Chr.

Aristoteles erkennt die Kreisförmigkeit des Erdschattens bei einer Mondfinsternis und leitet daraus die Kugelgestalt der Erde ab

etwa 265 v.Chr.

Aristarchos von Samos spricht von einem heliozentrischen Weltbild und benutzt geometrisches Wissen, um die Entfernungen von Sonne und Mond zu bestimmen

etwa 220 v.Chr.

Eratosthenes berechnet den Erdumfang

etwa 150 v.Chr.

Hipparchos von Nicäa erstellt den ersten Himmelskatalog und verzeichnet in ihm Helligkeit und Position von Sternen

829

in Bagdad wird eine Sternwarte eingerichtet

1000

in Kairo wird eine Sternwarte eingerichtet

etwa 1460

Georg Purbach (1423 - 1461) und Johannes Müller (1436 - 1476) aus Königsberg hegen Zweifel am geozentrischen Weltbild

1543

Nicolaus Copernicus (1473 - 1543), begründet durch empirische Beobachtungen das heliozentrische Weltbild

1582

Gregorianische Kalenderreform

1600

Giordano Bruno (1548 - 1600) betrachtet das heliozentrische Weltbild als unumstößlich, geht davon aus, dass das Weltall unendlich sei und aus unendlich vielen Sonnen, Planeten und sogar Lebewesen besteht; er wird auf dem Scheiterhaufen verbrannt

1608

der Holländer Hans Lippershey baut das erste optische Fernrohr

1609 - 1619

Johannes Kepler (1571 - 1630) entwickelt seine 3 grundlegenden Gesetze der Planetenbewegung, die er auf mathematische Berechnungen zurückführt 

1609

Galileo Galilei (1564 - 1642) benutzt als Erster ein Fernrohr zur astronomischen Beobachtung; zu seinen Entdeckungen zählen die vier hellsten Jupitermonde, Einzelheiten auf der Mondoberfläche, Sonnenflecken und die Phasenerscheinung des Planeten Venus.

 

 

2. Sternkarte, Simulationsprogramme

Da wir in der Schule abends nicht den Himmel beobachten können, werden wir den Himmel mit Simulationsprogrammen kennen lernen. Stellarium ist ein Programm, das den Sternenhimmel sehr realistisch darstellt. Das Programm Skychart (früher Ciel) zeigt den Himmel nicht so realistisch - aber man kann damit viele Dinge sehr schön simulieren. Z.B. kann man mit Skychart alle 23 Stunden und 56 Minuten ein Bild des Himmels zeichnen lassen. Dann sieht man, dass sich die Sterne nach genau dieser Zeit wieder an derselben Stelle stehen, die Sonne aber etwas zurückbleibt. Man sieht außerdem, dass sich die Planeten relativ zu den Sternen bewegen. Diese Beobachtungen waren den Menschen früher gut bekannt, heute ist das meist nicht mehr der Fall.

Mit Sternkarten kann man den Himmel kennen lernen und man kann sich mit ihrer Hilfe am Nachthimmel zurechtfinden - vorausgesetzt man kennt die wichtigsten Sternbilder und kann mit einer Sternkarte umgehen.

Zu Beginn sind aber Simulationen am PC schöner und sehr hilfreich.

 

T5.        Simulationsprogramm Stellarium. Die portable Version der Schule ist StellariumPortable.exe und steht in p:\Freigabe\PoProgs\Astro\StellariumPortable (siehe auch Menü PoProgs_start.bat und vor allem die auf den Stick kopierte Programmsammlung PortableApps.)
Jeder Schüler muss sich dieses Programm zusammen mit weiteren Programmen (den ganzen Ordner PortableProgs von P:\Freigabe) auf einen eigenen Stick kopieren und dann zuhause auf die lokale Festplatte. Wir benötigen dieses Programm (und die anderen) für Hausaufgaben.
Download des Programms Stellarium siehe: unten

Umgang mit dem Simulationsprogramm Stellarium Portable.
PrgDoku\Zus_StellariumEinstellungen.pdf (doc)
Eine Liste mit den Tastatur-Befehlen: PrgDoku\Zus_StellariumTastatur.pdf (hier finden sich auch Anpassungen für die dt. Tastatur, doc)
Die Grundlagen lernt man auch beim Bearbeiten des Files AB_EinTag.htm  Kap. 1 (doc), siehe unten T14

T6.        Skychart 3.8 (neue Version von Ciel, siehe unten)
Version in der Schule p:\Freigabe\PoProgs\Astro\portable_skychart\skychart.cmd (startet die portable Version)
Jeder Schüler muss sich dieses Programm (den ganzen Ordner portable_skychart) auf einen eigenen Stick kopieren und möglichst zuhause auf die lokale Festplatte. Wir benötigen dieses Programm für Hausaufgaben.
Download siehe: unten

Umgang mit Skychart: siehe  skychart_memento_1.1.1_en.pdf (oder hier) und skychart_doc_en.pdf im Ordner portable_skychart. (oder hier), siehe auch die offizielle Doku http://www.ap-i.net/skychart/en/start .
Die Grundlagen lernt man auch beim Bearbeiten des Arbeitsblattes AB_EinTag.htm  Kap. 2 und 3

Veraltet: CDC = Ciel 2.76c, Version der Schule: Ciel.exe in p:\Freigabe\PoProgs\Astro\Ciel (siehe auch Menü PoProgs_start.bat) Umgang mit dem Simulationsprogramm CDC = Ciel 2.76c PrgDoku\Zus_CDC_Einstellungen.doc.

 

T7.        Im Menü PortableApps (wurde auf den Stick kopiert) findet man unter >Astronomie >“Durchblick Astronomie“ ein einfaches Programm, das eine Sternkarte, einen Mondatlas und die Planeten darstellen kann.

 

T8.        Drehbare Himmelkarte
Es empfiehlt sich, für rund 10 bis 20 € eine eigene Sternkarte zu kaufen.

Im Internet gibt es eine
einfach Sternkarte, die man am Bildschirm für FN ansehen kann. Eine weitere Möglichkeit findet sich hier, bei mehr man auch die Sternbilder genauer ansehen kann.

 

T9.        Wir bauen zu Beginn als Hausaufgabe eine eigene einfache Sternkarte. Die nötigen Materialien werden von der Schule gestellt (siehe): Eine Folie und ein Papier, das auf einen Karton geklebt werden muss.

 

Eine Bauanleitung für diese eigene Sternkarte findet man unter Sternkarte_Bauanleitung.pdf  oder http://www.star-shine.ch/astro/selbstbau_sternkarte/index.html

 

T10.    Umgang mit einer Sternkarte: Sternkarte_Anleitung.pdf  (Benutzung ab S.5)  oder Sternkarte_Umgang.pdf  (doc) bzw. Sternkarte_Kurzanleitung.pdf
oder Internetlink für Kosmos Sternkarte (lokal)

Kurze Anleitung:

·         Auf der drehbaren Deckfolie ist ein Kreis mit den Stunden von 0:00 bis 23:59.

·         Auf der Karte darunter ist ein Kreis, der die Monate und ihre Tage anzeigt. (Mitunter befindet sich weiter außerhalb noch ein Kreis, der die Sternzeit angibt.)

·         Wenn wir den Himmel am 12.9. um 22 Uhr betrachten wollen, drehen wir die Folie so, dass die Uhrzeit 22:00 sich dort befindet, wo der äußere Kreis das Datum 12.9 hat,

·         Am Himmel sieht man nun die Sterne, die sich im Oval der Folie befinden. S ist am Rand der Karte, N in der Mitte.

 

Übung zum Finden der Sterne mit der Sternkarte: Sternkarte_Uebungen.pdf  (doc)

3. Was ist täglich am Himmel zu sehen? – Sternbilder, Bewegung

Es ist ein wichtiges Unterrichtsziel, die Sternbilder am Himmel zu erkennen, Sterne und Sternbilder benennen zu können. Die Punkt T11-T14 beschäftigen sich damit.

Obwohl alle Sterne unterschiedlich weit von der Sonne weg sind, haben alle Beobachter auf der Erde den Eindruck, die Sterne befänden sich auf der Innenseite einer Kugel, der Himmelkugel. Man kann die Beobachtungen gut damit beschreiben. Man macht dies auch heute noch so.
Wir untersuchen, wie sich die Sterne und die Planeten im Lauf eines Tages scheinbar an der Himmelskugel bewegen, wir lernen die Sternbilder kennen.

T11.    Einen ersten Eindruck von den Grundlagen der modernen Astronomie finden wir in Astro_Grundlagen.ppt.  Wir gewinnen mittels des Simulationsprograms Stellarium einen Eindruck vom Himmel.

T12.    Eine kurze „Sternenreise“ am Nordhimmel, siehe Astro_Sternenreise01.ppt bzw. AB_Sternreise1.htm (doc) beendet unseren ersten Eindruck.

T13.    Sternbilder, Sterne erkennen: Siehe AB_Sternbilder.htm (docx).  

T14.    Die Sternbilder werden in einem Test abgeprüft. Testaufgaben finden sich in AB_SterneErkennen1.htm - oder im pdf-File AB_SterneErkennen1.pdf  (doc)  zum Ausdrucken. Man kann das Erkennen von Sternbilden gut mit Stellarium üben - zu verschiedenen Beobachtungszeiten.
Das Üben am abendlichen Himmel ist aber sicher nicht ganz durch ein Simulationsprogramm  zu ersetzen.

T15.    Informationen zu Sternbildern finden sich im Internet an vielen Stellen, z.B. bei Wikipedia oder bei http://www.sternenhimmel-aktuell.de/Sternbilder.htm. Weitere findet man z.B. unter dem Link http://www.astronews.com/frag/fr_sterne.html. Wikipedia bietet ebenfalls viel Verlässliches zu Astronomie, siehe etwa http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Sternbilder

Eine wichtige Tatsache ist: Die Erde dreht sich nicht in 24 Stunden einmal um ihre Achse, sondern in 23h 56 min und 4s. Jedes Mal wenn sie sich einmal gedreht hat, stehen die Sterne wieder an derselben Stelle.

Es dauert aber noch fast 4 min, bis die Sonne wieder an derselben Stelle steht.

Die Sterne sind sehr weit von uns entfernt. Wenn die Sonne eine Kugel von 1,5 m wäre, wäre die Erde eine Kugel von 1,2 cm, also eine Kirsche in 150 m Abstand von der Sonne. Jupiter wäre eine Orange in der Entfernung von 800 m, Pluto wäre etwa 4,5 km entfernt. Der nächste Stern wäre in unserem Modell rund 40 000 km von der Sonne entfernt.

Die Griechen fanden: Wenn die Erde sich bewegen würde, dann würde man aufgrund der Parallaxe („Der ausgestreckte Daumen springt vor dem Hintergrund, wenn man ihn mal mit dem rechten und dem linken Auge betrachtet.“) beobachten, dass sich die nahen Sterne im Lauf eines halben Jahres relativ zu den Sternen bewegen, die weit weg sind. Heute kann man diese Bewegung mit sehr guten Teleskopen sehen und messen und damit die Entfernung der Sterne bestimmen.

Im Folgenden schauen wir uns mit den Simulationsprogrammen an, wie sich der Himmel im Lauf eines Tages verändert.

 

T16.    Die Bewegung der Sterne am Himmel kann man mit Skychart (früher Carte Du Ciel) recht komfortabel beschleunigt simulieren, siehe AB_EinTag.htm  Kap. 1-3 (doc)

T17.    Überblick über Bewegung der Sterne in einer Nacht in FN
siehe AB_EinTag.htm  Kap. 4 (doc)

T18.    Überblick über Bewegung der Sterne an anderen Orten (Pol, Äquator, Süden), siehe AB_EinTag.htm  Kap. 5 (doc)

T19.    Einführung in die direkte Himmelsbeobachtung: Beobachtungen\Hinweise für Beobachtungen 10.doc

T20.    Beobachtungsaufgaben nördlicher Himmel: Beobachtungen\hrbestim.doc und
Beobachtungen\BeobachtungsaufgabenHimmel.pdf
 siehe auch http://www.rafelt.de/wolfgang/astro/asschule.htm

4. Das Jahr, Bewegung der Sonne

Die Erde dreht sich in einem Jahr einmal um die Sonne. Diese Bewegung erscheint uns auf der Erde als Bewegung der Sonne am Fixsternhimmel – Unter dem Begriff Ekliptik versteht man zwei Dinge: Die Bahn der Sonne am Fixsternhimmel, und die Ebene der Bahn um die Sonne. Beide Dinge sind eigentlich dasselbe.

Die Sonne steht im Sommer höher als im Winter. Diese Tatsache kann man damit erklären, dass die Erdachse gegen die Bahn der Erde um die Sonne um 23,5° geneigt ist. 

Wir beobachten, dass die Sonne im Lauf eines Jahres durch 13 Sternbilder wandert. Sie ist allerdings immer zeitliche etwa einen Monat „verspätet“ in einem Sternbild (relativ zu den Aussagen des Horoskops), die Sternzeichen gehen „voraus“. Dies ergibt sich aufgrund der Präzession der Erdachse und der Tatsache, dass die Grundlagen des Horoskops vor gut 2000 Jahren festgelegt wurden.

 

T21.    Bewegung der Sonne und der Sterne in einem Jahr, Sternentag, Astro_SterneBewegung.ppt: Folien 12-15 und  als Unterlage für die eigene Arbeit: AB_EinJahr.htm (doc), Kap.1 und Kap.2
Merke: Dauer einer Erdumdrehung = scheinbare Umlaufzeit der Sterne 0 23h56 min und ihre Erklärung.

T22.    Bewegung der Sonne durch die Tierkreiszeichen (Tierkreisbilder) Astro_SterneBewegung.ppt: Folien 15-24 und AB_EinJahr.htm (doc), Kap 3 und Kap. 4

T23.    Folie 9 von Astro_SterneBewegung.ppt zeigt weshalb sich die Sonne scheinbar in 24 Stunden um die Erde dreht, obwohl die Erde doch nur 23 h 4 min. für eine Umdrehung benötigt.

T24.    Sonne zur Mittagszeit, Wahrer Mittag, Analemma Astro_SterneBewegung.ppt: Folie 25

T25.    Ekliptik: scheinbare Bahn der Sonne oder auch Umlaufsbahn der Erde um die Sonne im Raum: Astro_SterneBewegung.ppt. Folie 26

T26.    Welchen Einfluss hat die Sonne auf das Klima der Erde
Bearbeite die vier Geo-Module, die zur Gruppe „Geometrisch-astronomische Grundlagen“ gehören http://www.webgeo.de/klimatologie/
Lerne die dort genannten Begriffe, wie z.B. Schiefe der Ekliptik, Jahreszeiten, Perihel, Aphel, Winter- und Sommersolstitium, Frühlings- und Herbstäquinoktium

T27.    Vgl. auch die Informationen, Bilder und Animationen die von http://astro.unl.edu/classaction/ unter der dritten Gruppe „Coordinates und Motions“ angeboten werden.

5. Bewegung der Planeten

Die Planeten bewegen sich relativ zu den Sternen. Ihre Bahn deckt sich fast mit der Bahn der Sonne. Allerdings laufen sie nicht immer in dieselbe Richtung wie die Sonne. Dies wollen wir mit der Simulation beobachten und dann mit dem modernen Weltbild erklären.
Alle Planeten (auch die Erde) drehen sich um die Sonne. Kepler war der erste, der ihre Bewegung genauer untersucht hat. Er hat erkannt, dass sich die Planeten nicht auf Kreisen, sondern auf Ellipsen um die Sonne bewegen. Dass sie auch nicht immer gleich schnell sind. Newton hat die drei Keplerschen Gesetze allein mit dem Gravitationsgesetz erklärt.

T28.    Planeten und Sonnensystem Astro_Sonnensystem.ppt

T29.    Erste Informationen zu den Planeten siehe http://www.neunplaneten.de/nineplanets/nineplanets.html

T30.    Planetenbewegungen, Marsschleife, Arbeitsblatt: AB_Planetenschleifen.htm
Vor allem die Beachtung der Merkur- und der Marsschleife, d.h. Kapitel 2 und 3.
Lösung Loes_AB_Planetenschleifen.doc

T31.    Wie können wir diese Planetenbewegung erklären?
Siehe: http://alpha.lasalle.edu/~smithsc/Astronomy/retrograd.html
Blick von außen http://www.lehrer-online.de/684869.php  dort Animation
Applet: http://www.venus-transit.de/PlanetMotion/index.html (oder in Stick\Astro\Planetenschleifen  GeocentricMotion098.html und Planetmotion.html)

T32.    Orbits der Planeten, Ellipsen, Astro_Kepler.ppt

6. Himmelskoordinaten

Es gibt mehrere Koordinatensystem, mit denen man die Lage der Objekte am Himmel beschreibt, von denen wir zwei genauer kennenlernen: Das Horizontsystem oder das azimutale Koordinatensystem und das (rotierende) Äquatorsystem.

T33.    Lokale Himmelskugel, Horizontkoordinaten: Astro_Koordinaten.ppt Folien 2-4

T34.    Winkel, Maße von Winkeln (Grad, Stunden, Radiant) Astro_Koordinaten.ppt ab Folie 5

T35.    Entfernungsmessungen, Winkel, Parallaxe, Parallaxe des Mondes, wenn er von zwei weit entfernten Orten betrachtet wird,
AB_EntfernungsmessungMitWinkeln.htm (doc)

T36.    Winkelangaben, Schätzungen (werden in der Klassenarbeit sicher abgefragt) Astro_Koordinaten.ppt Folien 5-8

T37.    Horizontkoordinaten Azimut und Höhe (a, h) Astro_Koordinaten.ppt Folien 9-14
Der Azimut und die Höhe eines Stern ändern sich laufend, da die Sterne sich von Ost nach West drehen (die Erde dreht sich von West nach Ost)

T38.    Der Himmel am Nordpol: AB_Koordinaten.htm (doc) Kap  1 bis 3

T39.    Die rotierenden Äquatorkoordinaten AB_Koordinaten.htm (doc), Kap 3-4
Rotierende Äquatorialkoordinaten Rektaszension, Deklination Astro_Koordinaten.ppt Folien 17-24
Im Internet gibt es ein paar Animationen, mit denen man sich die Koordinaten und den Einfluss des Beobachtungsortes darauf veranschaulichen kann.

e)      Veranschaulichung der Rektaszension (nach links) und der Deklination (nach oben) Link1

f)       Vergleich Horizont- und Äquatorkoordinaten: Veranschaulichung Himmel am Pol und Himmel an einer anderen Stelle: Link2 Damit kann man sich auch den Wechsel vom Äquator an eine andere Stelle veranschaulichen.

g)      Vergleich: Standpunkt Erde, Standpunkt Weltraum Link3

h)      Die Rektaszension und die Deklination eines Sterns ändern sich nur ganz langsam im Lauf von Jahrzehnten aufgrund der Präzession der Erde.

T40.    Sternzeit, Sie ist ein wichtiges Hilfsmittel bei der Umrechnung Äquatorkoordinaten in Horizontkoordinaten und umgekehrt, siehe AB_Koordinaten.htm (doc), Kap  5-7 und Astro_Koordinaten.ppt Folien 25-34

T41.    Acht Aufgabenblätter zum Thema Himmelkoordinaten: Koordinaten\Aufgaben01_DasHorizontsystem.doc / Koordinaten/Aufgaben02_DasÄquatorsystem.doc / Koordinaten/Aufgaben03_DasHorizontsystemvoninnen.doc Koordinaten/Aufgaben04_Das Horizontsystemvoninnen.doc / Koordinaten/Aufgaben05_Gradnetze der Erde und des Himmels.doc / Koordinaten/Aufgaben06_Horizontsystem und Äquatorsystem.doc / Koordinaten/Aufgaben07_Koordinatensysteme.doc / Koordinaten/Aufgaben08_Koordinatensysteme.doc
Die Lösungen der Aufgaben stehen im Unterordner LoesAufgaben von Koordinaten AO2101A.DOC / AO2102A.DOC / AO2103A.DOC / AO2104A.DOC / AO2105A.DOC / AO2106A.DOC /AO2107A.DOC /AO2108A.DOC

7. Modelle, Zeit, Weltalter

Hier beschäftigen wir uns mit dem modernen Weltbild. Das All ist viel größer als wir uns vorstellen können. Auch die Sterne sind schon jenseits unserer Vorstellungskraft. Deshalb machen wir uns einfache Modelle –so wie man in der Erdkunde die Umgebung, die Erde mit Karten kennen lernt. Das Alter des Universums ist auch unvorstellbar groß. Auch hier versuchen wir uns diese Zeiträume durch ein Modell zu veranschaulichen.

T42.    Entfernungen Astro_ModellEntfernung.ppt  Folien 1-6

T43.    Planetenmodell Astro_ModellEntfernung.ppt    Folien 7-10 und Arbeitsblatt AB_Modelle.htm (doc)
in der Klassenarbeit wird ein grobes Modell abgefragt, etwa: Wenn die Sonne 1,5 m groß ist, dann ist Erde etwas so groß wie eine Erbse in der Entfernung von 150 m, Jupiter, … Pluto. Der nächste Stern ist dann 40 000 km entfernt.

T44.    Größe der Sterne: http://www.starobserver.org/ap130606.html (ein Filmchen)
Oder ein weiterer Film: AstroVideo\Our small World - Unsere kleine Welt.FLV
siehe auch Picture of the Day: http://www.starobserver.org/ und die Zusammenstellung einiger interessanter Objekte: Zus_PictureOfTheDay.htm (doc)

T45.    Nahe Sterne Astro_ModellEntfernung.ppt  Folien 11-21

T46.    Größe des Weltalls http://www.starobserver.org/ap140112.html
Filme: AstroVideo\HowLargeIsTheUniverse.flv und der berühmte schon etwas betagte Film AstroVideo\Hoch 10 (engl. Powers of 10) - DEUTSCH.FLV

T47.    Zeit, Weltalter: Zus_Zeit.xls Wie kann man sich die 13,8 Milliarden Jahre veranschaulichen, die heute als Alter des Universums gelten?

8. Teleskope der Schule, Teleskopführerschein

Erst seit die Menschen mit Teleskopen den Himmel beobachten haben, wissen wir viel mehr über die Sterne, über den Himmel, über die Geschichte des Weltalls. Unser Weltbild hat sich dadurch radikal verändert. Galilei war der erste Mensch, der ein Fernrohr zum Beobachten des Himmels benutzt hat, ein ganz einfaches sogar. Allein dies hat ausgereicht, zu erkennen, dass das Weltbild des Mittelalters schlichtweg falsch war.  

Als Galilei dieses Weltbild in Frage stellt, fühlte sich die Kirche angegriffen. Galilei war der Meinung, nicht das was jemand geschrieben hat ist richtig, sondern das was ich selbst beobachten kann. Der Papst, übrigens ein guter Bekannter von Galilei, der ihm wohlgesinnt war, musste ihn verurteilen. Die Kirche hatte sicher Angst, Macht und Einfluss zu verlieren. Offensichtlich ging es ihr nie nur um das Wohl der Menschen, sondern immer auch um weltliche Macht, um Reichtum, um ein gutes Leben der Kirchenoberen (erinnert sei auch an Tebartz van Elst, siehe).

Hier werden wir die Grundlagen der Teleskope kennen lernen.

Wir werden uns aber auch zwei einfache Teleskope der Schule ansehen und eine Art von Teleskopführerschein machen - praktisch und theoretisch (in Form eines Tests). Danach kann jeder Schüler ein Teleskop ausleihen.

T48.    Lerne die Bezeichnungen, den Bau und die Vor- und Nachteile von Refraktoren (d.h. Linsenteleskope) und Reflektoren, (d.h. Spiegelteleskope). Lerne die verschiedenen Montierungen – horizontale und parallaktische (oder deutsche) Montierung
HB_Teleskopfuehrerschein.htm (doc) Kap 1, 2 und 3, Das Kapitel 4 mit den Informationen zu den Teleskopparametern ist freiwillig und anspruchsvoller.
Von Kapitel 5 genügt es, in 5.3. das Vorgehen beim Auf- und Abbau zu lesen.

T49.    Lese Teleskop Teil 1 – Aufbau und Funktionsweise / Antworten zu den Fragen

T50.    Lese Teleskop Teil 2 – Eigenschaften / Antworten zu den Fragen

T51.    Zusammenstellung des beim Test abgefragten Wissens: zus_Teleskopfuehrerschein.htm (doc). Beispiele von Aufgaben findet ihr in AB_wdh.htm (doc), in den Kapitel „Wissen über Teleskope“ und „Sternbilder

T52.    Handbücher der beiden Bresser Teleskope der Schule HB_KeplerTeleskop_Lyra.pdf und HB_NewtonTeleskop_Pluto.pdf.
Bitte überlege Dir auch, in welcher Reihenfolge welche Schritte beim Aufbau zu erledigen sind.
Die wichtigsten Informationen (im Wesentlichen der Auf- und Abbau) zu den Teleskopen der Schule stehen im Kapitel  5 von HB_Teleskopfuehrerschein.htm (doc).

T53.    Man kann eines der Teleskope etwa 14 Tage lang ausleihen, allerdings müssen die Eltern es abholen. Ausleihe eines Teleskops (pdf)  

9. Licht, Sonnenenergie

Licht besteht aus verschiedenen elektromagnetischen Wellen, auf die das Auge reagiert und mit deren Hilfe wir uns ein Bild unserer Umgebung machen. Das Gehirn ist dabei stark beschäftigt.

Es gibt aber auch elektromagnetische Wellen, auf die unser Auge nicht reagiert, aber evtl. unsere Haut (Wärmestrahlung). Für viele elektromagnetische Wellen haben wir aber keine Sensoren, wir nehmen sie einfach nicht wahr, obwohl sie evtl. unsere Zellen schädigen können (Gammastrahlen, Röntgenstrahlen). Andere benutzen wir in der Technik, sie sind aber für uns unschädlich: Radiowellen, Handystrahlen, Gigahertzwellen, ….)

Da die Sterne alle Arten von elektromagnetischen Wellen aussenden, kann man mit ihrer Beobachtung viele Informationen von den Sternen bekommen, ja man hat sogar fast keine anderen Möglichkeiten, um die Sterne kennen zu lernen. Weil viele elektromagnetische Wellen von der Erdatmosphäre absorbiert werden, kann man viele Wellenarten nur im Weltraum beobachten. Deshalb hat sich das Wissen von den Sternen seit Beginn der Raumfahrt stark vergrößert.

Eine elektromagnetische Welle ist eine Welle aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern. Unter einer Welle versteht man dabei ein sich räumlich und zeitlich ändernder Zustand eines physikalischen Gegenstandes: Bei der Wasserwelle ändert sich die Wasserhöhe, bei der Schallwelle der Druck, bei der elektromagnetischen Welle der elektrische und magnetische Zustand des leeren Raumes (man sagt auch die beiden Felder).

T54.    Elektromagnetische Strahlung Astro_Licht.ppt (Folien 2 bis 7), siehe auch http://www.weltderphysik.de/de/3790.php
Wellenlänge λ, Frequenz f, Schwingungsdauer T=1/f und die Ausbreitungsgeschwindigkeit c / c*T= λ oder c= λ*f (z.B. Frequenz berechnen können, wenn die Wellenlänge gegeben ist – oder umgekehrt.)
Wellenlänge von Licht 400 (violett) und 800 nm (rot),
Licht als Energieträger: Photon: E=h*f.
Das elektromagnetische Spektrum: http://www.weltderphysik.de/de/3790.php

T55.    Bearbeite das Kapitel „Licht und Materie“ aus dem Buch „Astronomie“ von Bennet (Lit.), d.h. lese die pdf-Files BuAstronomie_LichtKap5a.pdf, BuAstronomie_LichtKap5b.pdf – Die Doppelseite 232/233 ist das jpg-File BuAstronomie_LichtKap5b_S232.jpg. Zum Durchlesen und Lernen gibt es ein Arbeitsblatt mit Fragen AB_Licht.doc . Beantworte die Fragen während des Lesens.
Notiere Dir die Antworten sofort. (Lösungen: Loes_AB_Licht.doc)
Das Kapitel mit den Fragen des Buches ist BuAstronomie_LichtKap5c_Aufgaben.pdf.

 

T56.    Aufgabenblatt zum Energiehaushalt der Erde siehe AB_EnergiehaushaltErde.htm oder das doc-File AB_EnergiehaushaltErde.doc (später findet ihr im Internet die Lösungen der Fragen unter dem Link Loes_AB_EnergiehaushaltErde.doc )
Wir bearbeiten in diesem Arbeitsblatt die vier Unterrichtseinheiten des WebGeoModule zum Klima, http://www.webgeo.de/klimatologie/ , deren Themen die geometrisch-astronomischen Grundlagen sind. Lerne die Begriffe, die dort auftauchen, wie Tageslängen, Mittagshöhe der Sonne an den Solstitien usw.

T57.    WebGeoModule zum Klima, http://www.webgeo.de/klimatologie/
Bearbeite (ohne Aufgabenblatt) die fünf Module zum Thema Strahlungshaushalt. Lerne wieder die dort genannten Begriffe.
Siehe auch die Animation Jahreszeiten

T58.    Aufgabenblatt zur Sonnenenergie AB_Sonnenenergie.doc und Lösung Loes_AB_Sonnenenergie.doc

i)       Wie viel Energie empfängt die Erde von der Sonne? Solarkonstante

j)       Wie viel Energie strahlt die Sonne ab?

k)      Woher kommt diese Energie

l)       Massenverlust der Sonne

Merke: Die Energiequelle der Sonne ist die Kernfusion. Der Massenverlust der Sonne beträgt rund 4 t pro Sekunde, das waren fast 100 Erdmassen in den 4,5 Mrd. Jahren ihres Bestehens. Der Wert der Solarkonstanten ist soll = 1370W/m^2.

T59.    Strahlungskurve der Sonne, Astro_Licht.ppt (Folien 8 bis 12), Jeder Körper sendet eine von der Temperatur abhängige EM-Strahlungsmischung aus. Umso wärmer er ist, umso mehr Strahlung sendet er aus und umso kurzwelliger ist die Strahlung. Verdoppelt sich die Temperatur eines Körpers (in K), so ist die abgestrahlte Energie 16=24 Mal so groß (T4 –Gesetz). Die EM-Strahlung, die von der Sonne kommt, entspricht der Strahlung eines rund 6000 K warmen Körpers. (Folie 9) 
Andere Sterne haben Temperaturen zwischen 2500K und 45 000 K.

T60.    Tagessummen der Energieeinstrahlung, WebGeoModul, http://www.webgeo.de/k_024/

T61.    Spektrum, Fraunhofer’sche Linien Astro_Licht.ppt (Folien 8 bis 18),

T62.    Vgl. auch die Informationen, Bilder und Animationen die von http://astro.unl.edu/classaction/ unter der sechsten Gruppe „Light and Spectra“ angeboten werden.

10. Helligkeit der Sterne

T63.    Visuelle Helligkeit, mag, Astro_Helligkeit.ppt alle Folien

T64.    Arbeitsblatt AB_Helligkeit.doc Kap. 5.1 und 5.2
Gefragt ist scheinbare Helligkeit versus absoluter Helligkeit – Man sollte erklären können, was darunter zu verstehen ist (z.B. wie hell wären die Sterne, wenn sie alle gleich weit entfernt sind, keine Umrechnungsformeln lernen, aber anwenden können, wenn sie angegeben werden!)

10. Wissen der modernen Astronomie

T65.    Dies ist noch in Arbeit

11. Wiederholung, Vorbereitung der Klassenarbeiten

T66.     Fragen zu den Sternbildern: siehe Kapitel „Was ist täglich am Himmel zu sehen?“
Im Test zu Beginn des Astronomie Unterrichts sind Aufgaben zu den Sternbildern dieser Art zu bearbeiten. In der Klassenarbeit wird ebenfalls noch mindestens eine Frage dieser Art zu bearbeiten sein.

T67.    Fragen von alten Klassenarbeiten AB_wdh.pdf  / AB_wdh.doc  (falls Formeln in Word dargestellt werden)
In der Klassenarbeit am Ende des Astronomieteils werden 20 - 25 Fragen dieser Art zu beantworten sein (zum Teil gleich, zum Teil leicht variiert).
Es lohnt sich also, sich für das Durcharbeiten dieses Fragenkatalogs Zeit zu nehmen. Beachtet, dass auch noch mindestens eine Frage zu den Sternbildern gestellt wird, siehe ober T65.

T68.    Was sollte man über das Teleskop wissen? zus_Teleskopfuehrerschein.doc
siehe auch das Kapitel „Teleskopführerschein




A) Vortragsthemen, Ausleihe von Teleskopen der Schule

In NWT 9 werden drei Klassenarbeiten geschrieben - in jedem Tertial eine. Außerdem halten alle Schüler einen Vortrag. Jeweils ein Drittel der Schüler sollte pro Trimester ein Thema präsentieren (siehe die drei Listen unten).

Diese Präsentation ist die vierte schriftliche Note. Außerdem bekommen die Schüler in jedem Trimester eine praktische und eine mündliche Note. Die Zeugnisnote berechnet sich wie folgt: Der Durchschnitt der vier schriftlichen Noten wird zweifach gezählt. Dazu werden die Durchschnitt der praktischen und mündlichen Noten addiert. Die durch vier geteilte Summe ist die Note, die dann im Zeugnis gerundet angegeben wird.

a)   Astronomie: zz_ReferatelisteAstronomie.htm (doc)

An der Schule wurden für das Thema Astronomie zwei Teleskope angeschafft. Wir lernen den Umgang mit ihnen im Unterricht, benutzen sie bei Tage während der Unterrichtszeit.

Ausleihe Teleskop: Nachdem wir die Grundlagen des Teleskops besprochen und den Umgang mit ihnen geübt haben (siehe), kann man eines der Teleskope etwa 14 Tage lang ausleihen. Allerdings müssen die Eltern es abholen, siehe Ausleihe eines Teleskops (pdf)
Wer ein Teleskop ausleiht und Beobachtungen durchführt, kann damit einen Vortrag bestreiten, siehe zz_ReferatelisteAstronomie.pdf, Variante 1

b) Mikrobiologie: zz_Referate_Biologie.pdf (neu: 15.9.15, Herr Strack)

c) Ernährung, Akustik zz_ReferatsthemenRochow.pdf (neu 22.9.15, Frau Rochow)

 

B) Videos Sternstunden und andere

Im Internet findet man viele Filme zur Astronomie. Sie erklären sehr viel Wissen über die Sterne, wie Sternentwicklung, Urknall usw.

T69.    Sternstunden 1: AB_Sternstunden1.doc / Loes_AB_Sternstunden1.doc
Videos: Teil_1a / Teil 1b / Teil 1c / Teil 1d / Teil 1e

T70.    Sternstunden 2: AB_Sternstunden2.doc / Loes_AB_Sternstunden2.doc
Videos: Teil 2a / Teil 2b / Teil 2c / Teil 2d / Teil 2e

T71.    Sternstunden 3: AB_Sternstunden3.doc / Loes_AB_Sternstunden3.doc
Videos: : Teil 3a / Teil 3b / Teil 3c / Teil 3d / Teil 3e

T72.    Sternstunden 4: AB_Sternstunden4.doc / Loes_AB_Sternstunden4.doc
Videos: Teil 4a / Teil 4b / Teil 4c / Teil 4d1 / / Teil 4d2 / Teil 4e

T73.    Sternstunden 5: AB_Sternstunden5.doc / Loes_AB_Sternstunden5.doc
Videos: Teil 5a / Teil 5b / Teil 5c / Teil 5d / Teil 5e

 

T74.    Hoch 10 (engl. Powers of 10) - Hoch 10 (engl. Powers of 10) - DEUTSCH.FLV

T75.    Größe von Sternen: KosmologischeGroessenverhaeltnisse.flv

T76.    Galaxien: AstroVideo\TheHubbleUltraDeepFieldIn3D.flv

 

T77.    Halbe Sternstunden: 70 kurze allgemeinverständliche Vorträge Heidelberger Astronomen von jeweils knapp 20 min http://www.youtube.com/ oder http://www.spektrum.de/alias/universum-fuer-alle/1165548

T78.    Alpha Centauri:  Folge 1 bis 217, siehe auch Internet http://www.br.de/fernsehen/br-alpha

T79.    Die 10 faszinierendsten Astronomie-Videos http://www.chip.de/outube-Galerie

C) Wichtige aktuelle Daten, Positionen der Sternwarten

 

Die folgenden Daten werden für die Simulationsprogramme benötigt. Vielleicht kannst Du sie auch für andere Fragen verwenden.

T80.    In den Simulationsprogrammen wurden folgende Erdkoordinaten von Friedrichshafen eingegeben:
In Stellarium: N: 47°39’36’’= 47,66°,  E:9°28’48’’= 9,48°   //Höhe 421
in CDC: Breite N: 47:39:22 Länge O: 9:28:41

T81.    Erdkoordinaten des GZG von CalSky: WGS84 (Breite, Länge): 47° 39′ 21.6″ N = 47.656 und 9° 28′ 41.3″ E  = 9.4781°  
(E/N: 9.4781 47.6560)
 Koordinaten mit CalSky bestimmen, z.B. GZG Haupteingang 47°39'21.67" N, 9°28'39.62" E
Koordinaten mit Google Maps bestimmen, z.B. GZG Haupteingang: Breite: 47.65603681 Länge: 9.47765797 Höhe 402 m

T82.    Link zu CalSky, Infos von gzg-fn: http://www.calsky.com/?obs=22500168981878   Hier findet man die aktuellen Daten, z.B. Mond- und Sonnenaufgänge, Bilder vom Sternenhimmel usw.
Hier findet man auch den täglichen Astrokalender mit den augenblicklichen Sternpositionen für Friedrichshafen: http://www.calsky.com/cs.cgi?obs=22500168981878&c=&Calendar=

T83.    Sonnenauf- und Sonnenuntergangszeiten von FN
http://w2.gzg-fn.de/sey/aufn.htm  oder
http://sun.exnatura.de/

T84.    Das Astrowetter in FN (Ort kann geändert werden) http://wetterstationen.meteomedia.de/?map=Baden-Wuerttemberg&station=109360&wahl=vorhersage

T85.    Astorwetter an der Rotach
Allgemeine Infos http://www.space-agents.de/modules.php?name=Wettervorhersage 

D) Download der Simulations-Programme

T86.    Im Unterricht verwenden wir Portable Stellarium und Portable Skychart..
Zu Beginn des Unterrichts kopieren wir sie zusammen mit anderen Programmen auf einen Stick. Diesen Ordner PortableApps kopieren wir zu Hause auf die Festplatte (damit die Programme schneller laufen), möglichst nach c:\PortableApps.
Die Programme werden im übrigens von allein immer auf der neusten Version gehalten.
Die beiden wichtigsten zwei, Stellarium und skychart kann man auch (mit den Einstellungen am GZG) von der GZG-Seite als Zip-files herunterladen - und dann entpacken nach c:\PortableApps
StellariumPortable: Zips\StellariumPortable.zip (fast 1,3 GB)
portable_skychart: Zips\portable_skychart.zip (gut 152 MG, entpackt: 410 MB )
Man findet die Programme auch im Internet, allerdings sind dort nicht die Sternwarten eingetragen, die wir verwenden (Friedrichshafen, Nordpol, Südpol, Äquator)

T87.    Der Link zum Download des Programms Stellarium aus dem Internet: http://www.stellarium.org/de/ Die neuste Version erfordert einen guten PC, der eine Graphikkarte hat, die OpenGL kann. Deshalb verwenden wir in der Schule eine alte Version.

T88.    Der Link zum Download des Programms SkyChart aus dem Internet:
http://de.wikipedia.org/wiki/Sky_Chart .

 

T89.    Wer will kann auch zu https://www.google.com/sky/ gehen. Google bietet auch für den Himmel Karten an.
Was Google kann, kann auch Microsoft: Bei http://www.worldwidetelescope.org/ kann man das Programm herunterladen oder es im Browser ansehen

 

T90.    Google bietet selbst für ein Handy einen Sternenhimmel an: „Sky Mapsiehe. Ist GPS eingeschaltet, zeigt er in etwa den Himmelsausschnitt, in den man das Handy hält.
Aber es gibt noch viele andere, z.B. StarChart fürs Handy hier (auch mit GPS)
Stellarium fürs Handy kann man für knapp 2 Euro als Version für das Handy kaufen, siehe (ebenfalls mit GPS)

 

E) Anmerkungen zum Aufbau der Unterlagen zum Unterricht

In NWT/Astronomie gibt es am GZG kein Schulbuch. Der Unterricht findet im Computerraum statt, da wir viele Beobachtungen am Himmel mit Simulationsprogrammen (Stellarium und Carte Du Ciel) kennenlernen. Es gibt Word-Files, die Aufgaben und Unterlagen enthalten. Die Dateinamen dieser Arbeitsblätter beginnen mit AB_ (Arbeitsblatt). Außerdem gibt es Powerpoint-Präsentationen, die Zusammenfassungen enthalten; ihre Namen beginnen mit Astro_.

Diese Datei hier enthält eine kurze Zusammenfassung des Stoffes mit Links zu den entsprechenden Arbeitblättern und zu den Zusammenfassungen. Die Unterlagen werden von Zeit zu Zeit verbessert.

Alle Unterlagen sind in der Schule im Ordner P:\Freigabe\sey\Astro_sj zu finden. Die Schüler kopieren die Unterlagen auf ihren Stick, den sie im Unterricht immer dabei haben müssen. Außerdem sind die Unterlagen auch auf der Homepage des GZG zu finden, allerdings mit Benutzer und Passwort abgesichert: https://www.gzg-fn.de/secsey/Astronomie/aa_ZusammenfassungAstronomie.htm  (Der anzugebende Benutzernamen ist gzg (mit Kleinbuchstaben), das Kennwort MP23@467, das s nach http ist wichtig, deshalb muss https:// mit angegeben werden!). Der Link zeigt auf die html-Version dieses doc-Files.

 

Die Schüler müssen außerdem die beiden Simulationsprogramme Stellarium und Carte Du Ciel auf ihren Stick kopieren und möglichst zu Hause dann auf die Festplatte, so dass sie bei Hausaufgaben auf die Simulationsprogramme zugreifen können.

Unter dem Link https://www.gzg-fn.de/secsey/index.htm (gzg / MP23@467) findet man unter dem Stichwort >Astronomie, >Download die nötigen gepackten Programme auch zum Download

 

Das erste wichtig Ziel des Unterrichts ist: Sterne und Sternbilder am Himmel erkennen. Danach werden wir die nötigen Grundlagen der Astronomie kennenlernen: Koordinatensysteme, Helligkeiten der Sterne, Entfernungen, Geschichte des Universums. Wir erarbeiten uns die Größe des Universums anhand mehr oder weniger anschaulicher Modelle. Ebenso versuchen wir uns mit einem Modell eine Vorstellung für die riesigen Zeiträume zu bekommen, die das Weltall bisher erlebt hat.

In einem weiteren sehr wichtigen Unterrichtsteil lernen wir einige Grundlagen zum Thema Licht, zu den elektronmagnetischen Wellen. Alle Informationen, die wir von den Sternen haben, haben die Astronomen aus dem von den Sternen empfangenen Licht erhalten. 

 

Das, was moderne Menschen an Astronomie interessiert, findet man oft in mehr oder weniger guten Filmen, die als Video z.B. auf Youtube zu finden sind. Die Schüler lernen solche Filme kennen, anfangs im Unterricht, später als Hausaufgabe. Allerdings müssen die Schüler dabei immer Fragen beantworten, damit sie sich bewusst mit den dort dargebotenen Informationen auseinandersetzen.


F) Linksammlung für Schüler, die mehr wissen wollen.

Siehe http://www.gzg-fn.de/service/NaturwissLinks.htm#Astronomie (www.gzg-de und in der linken Spalte dann >Links >Astronomie

Wer vor Englisch nicht zurückschreckt und mehr wissen möchte kann unter dem Link http://astro.unl.edu/classaction/ eine weitergehende Einführung in Astronomie mit vielen Simulationshilfen lesen. Dort gibt es viele Aufgaben zur Astronomie: http://astro.unl.edu/classaction/questionsList.html
Überblick über alle Animationen: http://astro.unl.edu/animationsLinks.html

Literatursammlung Bücher

                   L1)      J. Bennett u.a. / Hrsg.: H. Lesch: Astronomie, 5. Auflage, Pearson, München, 79,90€
sehr empfehlenswert, das erste Drittel passt genau zum Unterricht. Es steht auch in der Schülerbücherei des GZG.

                   L2)      T. Jäger: Der Star Hopper, 20 Himmelstouren für Hobby-Astronomen, Ovulum, Erlangen, 2008
Ein sehr schönes Buch für alle, die den Himmel genauer kennen lernen wollen, man kann die Touren übrigens auch mit der Software Stellarium machen -. das geht sogar einfacher wie am Himmel mit einem Teleslop und man sieht mehr als mit einem Teleskop der Schule.

                   L3)      Duden: Basiswissen Schule, paetec 2001, Berlin

                   L4)      D. Herrmann, Faszinierende Astronomie, Duden paetec, Berlin, 2009

                   L5)      Schulbuch Astronomie plus, Cornelsen, 2007

                   L6)      Astronomie, Grundstudium, Oberstufe, Paetec, Berlin, 2004

                   L7)      D. Berthier: Sternbeobachtung in der Stadt, Kosmos, Stuttgart, 2003

                   L8)      R. Stoyan: Fernrohrführerschein, Oculum, Erlangen, 2003

                   L9)      L. Spix: Hobby Astronom, Oculum, Erlangen, 2007

               L10)      E. Wischnewski: Astronomie in Theorie und Praxis, Kaltenkirchen, 2006
Nachschlagewert

               L11)      Kosmos Himmelsjahr 2010, Kosmos, Stuttgart
Jahrbuch, seit 1910

               L12)      A. Liddle: Einführung in die moderne Kosmologie, Wiley-VCH, Weinheim, 2009
Anspruchsvolleres Buch u.a. zum Urknall

               L13)      Lasch, Müller: Kosmologie für Fußgänger, Goldmann, München, 2001, 9€

Einführungsseiten in die Astronomie im Internet

               L14)      Wiki-Book: http://de.wikibooks.org/wiki/Einf%C3%BChrung_in_die_Astronomie

               L15)      CalSky: http://www.astronomie.info/calsky/Intro/index.html/1

               L16)      Einführungsseiten für Interessenten: http://www.avgoe.de/astro/beginner.html#Inhalt  

               L17)      Astroseiten von Otmar Labende http://www.ottmarlabonde.de/index.htm

               L18)      Ein Streifzug durch das Universum: http://astro.goblack.de/

               L19)      Erklärung einiger wichtiger Begriffe und Flash-Filmchen zum Verständnis: http://www.greier-greiner.at/hc/navi.htm

               L20)      http://www.ottmarlabonde.de/L1/Astronomie.htm Einführungen in Diverses

               L21)      Lehrmaterialien zur Bewegung Erde und Mond, Sternwarte Bonn http://www.astro.uni-bonn.de/~deboer/eida/erdemond.html

               L22)      PPP einer Astronomievorlesung WS 07/08, http://www.aip.de/People/MSteinmetz/classes/WiSe07/PPT/   

               L23)      Einführung in die Astronomie für Studenten der Physik an der Uni Tübingen: http://timms.uni-tuebingen.de/Browser/Browser01.aspx dort auf Mathematisch-naturwissenschaftliche Fakultät und dann auf Physik  

               L24)      Vorlesungsunterlagen: http://www.astro.uni-bonn.de/~deboer/eida/eida-eida.html

Lernmodule im Internet

               L25)      Astronomy Education für amerikanische Schüler http://astro.unl.edu/classaction/ Hier finden sich in diversen Modulen viele interaktive Materialien, die helfen, eine Vorstellung zu entwickeln.

               L26)      Web-Geo: Geographie online, siehe http://www.webgeo.de
Für Astronomie sind eigentlich nur die Kapitel von  http://www.webgeo.de/klimatologie/ interessant.
Geomodul ist in erster Linie für ein Geographiestudium entwickelt worden.

               L27)      Fachportal Astronomie in der Schule: http://www.naturwissenschaften-entdecken.de/731317.php

Wichtige Sternbilder, Informationen zu den Sternen

               L28)      Sternbilder: http://www.avgoe.de/astro/Teil01/Sternbilder.html

               L29)      Der aktuelle Sternenhimmel: http://www.astrowetter.com/sternseiten/sternenhimmel.php

               L30)      Sterne in der Nachbarschaft http://www.solstation.com/stars.htm

               L31)      Sterne in der Nachbarschaft http://members.nova.org/~sol/chview/chv0.htm

               L32)      Bright Star Catalogue, 9110 Sterne http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/Cat?V/50

               L33)      http://www.alcyone-ephemeris.info/

               L34)      Die hellsten Sterne http://www.alcyone.de/SIT/mainstars/mainstars.htm

               L35)      http://jumk.de/astronomie/index.shtml

Allgemeine Astronomieseiten

               L36)      Wikipediaportal Astronomie: http://de.wikipedia.org/wiki/Portal:Astronomie

               L37)      Wikibook:  http://de.wikibooks.org/wiki/Regal:Astronomie

               L38)      Astronomieportal http://www.astronomie.de/  

               L39)      Astronomieportal http://www.astro.rub.de/ag/

               L40)      http://www.astronews.com/index.html

               L41)      http://www.astroinfo.org/

               L42)      http://www.amateurastronomie.at/

               L43)      http://www.astronomie-heute.de/

               L44)      Astronomieteil von Welt der Physik http://www.weltderphysik.de/de/3812.php

               L45)      Spiegelartikel: http://www.spiegel.de/thema/astronomie/

               L46)      Wissensmagazin Kosmos http://www.g-o.de/kosmos.html

               L47)      Weitere Links, ausführliche Sammlung http://www.astrode.de/link.htm

Allerlei

               L48)      Gaia, Spektroskopische Vermessung der Galaxis, Kartierung der Sterne, Informationen auf Deutsch,
http://wwwstaff.ari.uni-heidelberg.de/gaia/deutschinfo.php

               L49)      Millenium-Simulation des Weltalls
Wikipedia http://de.wikipedia.org/wiki/Millennium-Simulation
Pressemitteilung MPE http://www.mpa-garching.mpg.de/galform/presse/
Video bei You-Tube  http://www.youtube.com/watch?v=Y9yQOb94yl0 // http://www.youtube.com/watch?v=UC5pDPY5Nz4
Andromeda und Milchstraße http://www.youtube.com/watch?v=PrIk6dKcdoU //
http://www.youtube.com/watch?v=fWbDRJ5bWmM

               L50)      Simulationen zur Entstehung von Galaxien
2011 http://www.youtube.com/watch?v=MncUDWhPB_E
Nasa: http://www.youtube.com/watch?v=Szm4r_y8zE8

               L51)      Geschichte der Astronomie http://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_Astronomie   oder http://www.astro.uni-bonn.de/~pbrosche/astoria-d.html

               L52)      Helligkeit: http://www.avgoe.de/astro/Teil04/Helligkeit.html http://www.avgoe.de/astro/beginner.html#Inhalt  

               L53)      Koordinatensysteme
http://de.wikibooks.org/wiki/Astronomische_Berechnungen_f%C3%BCr_Amateure/_Positionsastronomie/_Koordinatentransformationen

               L54)      Astronomische Berechnungen http://de.wikibooks.org/wiki/Astronomische_Berechnungen_f%C3%BCr_Amateure

               L55)      Sternzeit, Sternzeit ablesen http://www.eibispace.de/sternzeit.html

               L56)      exakte Berechnung der Sternzeit http://sternenhimmel.info/sternzeit.html

               L57)      Zeitmessung http://www.maa.mhn.de/Scholar/dt_times.html

               L58)      Erdgeschichte http://de.wikipedia.org/wiki/Erdgeschichte

 

               L59)      Entstehung des Kosmos http://www.astro.uni-bonn.de/~peter/cosmo_short.pdf 

               L60)      http://www-nw.uni-regensburg.de/~.gew24501.wegscheider.physik.uni-regensburg.de/skripten/index.htm

               L61)      Elektromagnetische Strahlung: http://www.drfreund.net/astronomy_spektrum.htm http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetisches_Spektrumhttp://de.wikipedia.org/wiki/Lichtspektrum http://de.wikipedia.org/wiki/Licht http://www.weltderphysik.de/de/3790.php http://www.drfreund.net/astronomy_spektrum.htm  elektromagnetische Strahlung http://www.schulmodell.de/astronomie/astrolex/Sonne/sonne2.htm Spektrum http://www.jgiesen.de/GeoAstro/index.htm Appletsammlung für Geo http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2005/pressemitteilung20051025/

               L62)      Lichtgeschwindigkeit: http://www.astro.uni-bonn.de/~deboer/plansystmass/plansystmass.html

               L63)      Exoplaneten http://www.astronomie-heute.de/artikel/976605 am 10.12.08 waren 333 Exoplaneten entdeckt.

               L64)      http://kepler.nasa.gov/ Die Suche der NASA nach erdähnlichen Planeten. Stand Ende Jul10: Seit Mitte Juni 2010 ist bekannt, dass in den ersten drei Monaten der Mission rund 700 Exoplaneten-Kandidaten entdeckt wurden, von denen wohl die bisher die Hälfte bestätigt wurde. Nun ist noch vor der ersten offiziellen Pressemitteilung durchgesickert, dass der bei weitem größte Teil dieser 350 möglichen Planeten erdähnliche Größe besitzt, nämlich rund 140. Die Größenverteilung der Planeten unseres Sonnensystems ähnelt sehr derjenigen der 270 Kepler-Planeten. Offenbar ist unser Sonnensystem absoluter Durchschnitt. Sasselow rechnet anhand dieser neuen Statistik die Anzahl erdgroßer Planeten allein in unserer Galaxis auf sagenhafte 100 Millionen Exemplare hoch. Das heißt: rund jeder Tausendste Stern unseres Milchstraßensystems besitzt einen erdgroßen Planeten.

               L65)      http://exoplanet.eu/
http://de.wikipedia.org/wiki/Astronomie   

               L66)      Schwarzes Loch http://www.astronomie-heute.de/sixcms/media.php/767/kraus_jan09.pdf 
Fragen zu schwarzen Löchern
http://www.astronomycafe.net/qadir/abholes.html

               L67)      Milchstraße: http://www.zum.de/geo/universum/milchstrasse.pdf

Astrofotografie, Fotos von Sternen und anderen Himmelsobjekten

               L68)      http://www.starobserver.org/ Picture of the Day, deutsche Fassung, des täglich weschselnden Fotos vom Sternenhimmel, der Link zur die englische Seite ist: http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/astropix.html Picture
Zusammenstellung der Fotos nach Themen, Sterne, Galaxien: Zus_PictureOfTheDay.htm (doc)

               L69)      Sammlung von Fotos des Hubble-Teleskops, gruppiert nach Themen  http://hubblesite.org/gallery/album/entire

               L70)      Fotos der ESO, der Europäischen Weltraumbehörde  http://www.eso.org/public/images/viewall/

               L71)      Fotos von Galaxien http://www.eso.org/public/images/archive/category/galaxies/

               L72)      Die schönsten Fotos von Hubble  http://www.spektrumdirekt.de/artikel/893215&_z=859070

               L73)      http://www.hubblesite.org/gallery/album/ Album mit Fotos von Hubble

               L74)      Hubble deep space (96)  http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1996/01 oder Video http://www.youtube.com/watch?v=fgg2tpUVbXQ

               L75)      Hubble ultra deep space http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2012/37/image/a/

               L76)      Hubble Ultra Deep Field http://de.wikipedia.org/wiki/Hubble_Ultra_Deep_Field

               L77)      http://www.keckobservatory.org/gallery Fotos des Keck-Teleskops

               L78)      http://www.nasa.gov/ (Nasa, amerikanische Weltraumbehörde)

               L79)      http://www.eso.org/public/ (ESO, Europäische Weltraumbehörde)

               L80)      http://www.naoj.org/Gallery/index.html  Fotos vom Subaru-Teleskop

               L81)      http://hubblesite.org/ (Hubble) http://hubblesite.org/gallery/album/ (Fotos)

               L82)      http://visibleearth.nasa.gov/ Fotos von der Erde / blue marble

               L83)      http://www.astro.caltech.edu/palomar/astrophotos.html (Mount Palomar)

               L84)      http://www.eso.org/gallery/v/ESOPIA (VLT, 8,2m-Spiegel, adaptiv, Fotos)

               L85)      http://medusa.as.arizona.edu/lbto/astronomical_images.htm (LBT, Doppelteleskop, entspr. 11,8m-Spiegel, Fotos – Das Teleskop würde bis in 2,5 Millionen km Ent­fer­nung (7-fache Monddistanz) noch das Licht einer brennenden Kerze feststellen.)

               L86)      http://heritage.stsci.edu/gallery/gallery.html

               L87)      http://www.br-online.de/wissen-bildung/spacenight/sterngucker/erde/index.html

               L88)      6-degree Field Galaxy Survey http://www.aao.gov.au/local/www/6df/ oder http://www.wissenschaft-online.de/artikel/988800 Auf großen Skalen ordnen sich die Galaxien in Fäden und Haufen an, die nun mit bislang unerreichter Genauigkeit kartiert wurden. Auch machten die Forscher mehr als 500 so genannte Voids aus - jene scheinbar leeren riesigen Raumbereiche ohne Galaxien. Etwa 110 000 Galaxien zeigt der von der 6dF-Durchmusterung abgedeckte Bereich bis in rund zwei Milliarden Lichtjahren Distanz Die Verteilung der Galaxien am südlichen Himmel zeigt fädenartige Strukturen und Leeräume, so genannte Voids.

               L89)      Diverse Fotos http://www.lrz-muenchen.de/~slansky/bereiche/astronomie/aufnahmetechniken/astrofilme.html

               L90)      Einführung in die Astrofotografie http://lexikon.astronomie.info/foto/serie/ http://www.svenwienstein.de/HTML/astro_und_pc.html Wie bearbeitet man Fotos?

Filme zur Astronomie

               L91)      Alpha Centauri: http://de.wikipedia.org/wiki/Alpha-Centauri

               L92)      Sternstunden, 5 Teile: http://www.youtube.com/watch?v=0Ox-so18zAU&feature=PlayList&p=5369A0B083AB1A79&index=0&playnext=1
1: Geburt des Universums
2: Materiefresser im All
3: Suche nach neuen Sonnensystemen
4:Das Schicksal des Universums
5: Die Zukunft der Milchstraße

               L93)      Filme zu Deep Sky, d.h. zu Sternen und anderen Objekten, die nicht zum Sonnensystem gehören: http://www.astronomie-heute.de/artikel/870885&_z=798887

               L94)      Zu Mars: http://www.astronomie-heute.de/artikel/896863&_z=798887

               L95)      http://www.astronomie-heute.de/artikel/870392&_z=798887

               L96)      Videos bei YouTube zur Astronomie: http://www.youtube.com/results?search=related&search_query=Universum%20Weltall%20Kosmos%20All%20Sch%C3%B6pfung%20Urknall%20Theorie%20Astronomie%20Galaxie%20Weltformel%20Kosmologie%20Sterne%20Astrophysik%20Physik%20Albert%20Einstein%20Doku%20Dokumentation%20Tv%20Fernseh%20Beitrag%20Bericht%20Reportage%20Fernsehen&v=um0rWPhwaKY&page=2

               L97)      Diverese AstroFilme: http://de.sevenload.com/suche/astronomie/videos

               L98)      http://www.poguntkeweb.de/printable/eberhard/astronomiefilme/index.php

               L99)      Meilensteine der Naturwissenschaft http://www.youtube.com/results?search_query=meilensteine+der+naturwissenschaft&search_type=&aq=0&oq=meilensteine+der

Software zur Astronomie

           L100)      Astronomiesimulationen, Astronomy Eduction: http://astro.unl.edu/animationsLinks.html#ca

           L101)      CDC (kostenlos) http://www.stargazing.net/astropc/

           L102)      Stellarium (kostenlos): http://www.stellarium.org/de/
Stellarium portable (kostenlos) http://portableapps.com/apps/education/stellarium_portable

           L103)      Celestia: http://www.computerbild.de/download/Celestia-Portable_3583293.html Celestia portable (kostenlos): http://portableapps.com/node/12735
(Beschreibung: http://home.arcor.de/christianlenz/celestiag.html )

           L104)      WorldWide Telescope (kostenlos) http://www.worldwidetelescope.org/Home.aspx Web-Client (läuft nur auf IE!): 

           L105)      The Sky6: http://www.bisque.com/sc/pages/thesky6family.aspx

           L106)      Guide 8.0: http://www.projectpluto.com/
Kauf siehe: http://www.astro-shop.com/Katalog/Info/547135.html?PHPSESSID=e168ba420740f0f0b56e8a98a3665179  

           L107)      Redshift 7: http://www.redshift-live.com/  Infos:http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/ubbthreads.php/topics/555364/Redshift_7

           L108)      Software und Bücher für Sternfreunde: http://www.oculum.de/oculum/index.asp?ID=2612200920342242