Astronomische Messungen

Für astronomische Messungen bieten sich unzählige Möglichkeiten an, die bereits mit geringem Vorbereitungsaufwand durchgeführt werden können. Da Unterricht in der Regel tagsüber stattfindet, sind Messungen an und mit der Sonne ganz geschickt.

Hier sind drei Möglichkeiten genannt, die durchgeführt werden könnten:

(1) Abschätzung eines Sonnenfleckdurchmessers

oder (2) Rotation der Sonne (Langzeitbeobachtung)

oder (3) Breitengradbestimmung

Bemerkung:

Grundsätzlich findet praktische Astronomie immer bei schönem Wetter statt… ☺

Beobachtungen und Messungen können daher nicht an bestimmten Tagen festgelegt werden, sondern sind spontan und flexibel im Schuljahr zu machen. Es empfiehlt sich daher die Messaufgaben frühzeitig im Schuljahr vorzubereiten und den Schülern aufzugeben, um dann gegen Ende des Schuljahres die Daten in den avisierten 2 Unterrichtsstunden auszuwerten.

Zu (1):

Vorbereitung:

Zur Abschätzung eines Sonnenfleckdurchmessers benötigt man einen Projektionsschirm auf dem die Sonne abgebildet wird (z.B. Sonnenprojektor, Projektionsschirm am Teleskop), oder man arbeitet mit https://helioviewer.org/ . Hier hat man die Möglichkeit Livebilder der Sonne mit verschiedenen Satelliten und deren Instrumenten anzuschauen (Einstellen (z.B.): Observatory SDO; Instrument HMI; Measurement: continuum – liefert Bilder der Sonnenoberfläche im sichtbaren Licht – „Photosphäre“). Da man aber auch Bilder aus der Vergangenheit anschauen kann, bieten sich Untersuchungen von Bildern um das Jahr 2014 an (Sonnenfleckenmaximum)

Anmerkung: Sonnenflecken sind dunklere Stellen auf der Sonnenoberfäche, sie entstehen durch Magnetfelder. Die Temperatur liegt etwa 1500 K unter der durchschnittlichen Oberflächentemperatur (ca. 5500 K) – sie sind aber immer noch sehr heiß und sehr hell!

Unterrichtsablauf:

Unter Verwendung der Maße der Sonne (Durchmesser: 1,4 Mio. km), kann man einen Sonnenfleck, der relativ mittig auf der Sonne sichtbar ist, im Maßstab gut bestimmen. Es ist eindrucksvoll, wie oft die Erde in einen solchen Fleck passen würde.

Bei Sonnenflecken, die sich außerhalb der Mitte befinden, ist die Bestimmung nicht mehr trivial, da die Krümmung der Sonnenoberfläche berücksichtigt werden muss. Die Lösung einer solchen Aufgabe ist für Schüler der 8. Klasse durchaus motivierend und nicht unmöglich.

Zu (2):

Vorbereitung:

Kopieren des Arbeitsblatts:

06_euw_ab_sonnenfleckenprotokoll.docx und vgl. (1)

Unterrichtsablauf:

Zur Beobachtung der Sonnenrotation, benötigt man ebenfalls Sonnenflecken und ein paar Tage hintereinander Beobachtungen derselben. Auch hier bieten sich historische Bilder (vgl. (1)) an, wenn die Sonne so aussieht, wie zurzeit, während ich diese Zeilen schreibe: Leere…

Sind mehrere Sonnenflecken vorhanden, so kann man die differentielle Rotation der Sonne erkennen. Am Äquator rotiert die Sonne schneller (ca. 25 Tage), als an den Polen (ca. 31 Tage).

Zu (3):

Vorbereitung:

Kopieren des Arbeitsblatts:

07_euw_ab_breitengradbestimmung.docx

HA: Herstellung eines Pendelquadranten

Der Bau eines Pendelquadranten ist einfach, Zeichnungen und Vorlagen mit Bauanleitungen sind im Internet vielfach vorhanden.

(z.B. http://www.astronomieseite.de/bastelseite.php )

Unterrichtsablauf:

Auch die Aufgaben dieses Arbeitsblattes empfehlen sich über einen längeren Zeitraum (parallel zum weiteren Unterricht) zu behandeln.

Unterrichtsverlauf: Herunterladen [docx][793 KB]

Unterrichtsverlauf: Herunterladen [pdf][2 MB]

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