FAST ... so schnell wie das Licht - Abenteuer der Erkenntnis

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Der Computer ermöglicht neue attraktive Zugänge zur Speziellen Relativitätstheorie sowie faszinierende Kontexte zur Lorentztransformation. Computergrafiken ersetzen fehlende Vorerfahrungen durch die Visualisierung relativistischer Effekte und ermöglichen Aufgaben, die eigenständiges Erarbeiten initiieren.

Anbieter:

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

Autor:

Dr. Sigrid M. Weber

Lange Beschreibung:

Fast alle Zugänge zur Lorentztransformation im Unterricht arbeiten mit einem exzessiven Vorlauf an geometrischen Betrachtungen von Minkowskidiagrammen. Dieser Beitrag stellt eine bedenkenswerte Alternative vor. Computergenerierte Bildsequenzen und Filme, die relativistische Effekte simulieren, bieten in Verbindung mit Java-Applets und interaktiven JavaScript-Messtools faszinierende Möglichkeiten, um nicht nur Interesse für dieses Teilgebiet der modernen Physik zu wecken, sondern auch Kernaussagen der Speziellen Relativitätstheorie anschaulich zu vermitteln. Die naive Annahme, dass bei hohen Geschwindigkeiten alle Körper nur lorentzkontrahiert erscheinen, wird durch einen simulierten Flug durch ein fiktives Brandenburger Tor widerlegt. Ein Klick auf die Grafik mit der gewohnten Ansicht des Gebäudes (oben links) zeigt weitere geometrische Effekte, die durch Retardierung und Lichtaberration zustande kommen. Schülernahe Erklärungen sind möglich. Der modulare Aufbau der Unterrichtseinheit, die in drei verschiedenen Level durchgeführt werden kann, bietet interessante methodische Differenzierungsmöglichkeiten. Eine kurze Übersicht liefert dieses Die Lorentztransformation - Fundament der SRT . Die Autorin dankt Prof. Dr. Hanns Ruder von der Theoretischen Astrophysik der Universität Tübingen und seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, insbesondere Frau PD Dr. Ute Kraus und Herrn Thomas Müller, die die Originaldateien der Simulationsfilme für diese Unterrichtseinheit zur Verfügung gestellt zu haben.

Bildungsebene:

Sekundarstufe II

Lizenz:

Frei nutzbares Material

freie Schlagwörter:

Albert Einstein; interaktives Material

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