Licht­ge­schwin­dig­keit und Licht­jahr

Die Schüler/-innen verstehen, dass wir beim Anblick der Sonne und des Sternenhimmels immer in die Vergangenheit sehen. Sie können dieses Phänomen mit der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts erklären. Sie wissen, dass sich das Licht gemäß dem Weg-Zeit-Gesetz der gleichförmigen Bewegung ausbreitet. Die Lichtgeschwindigkeit kennen sie als Naturkonstante. Ihnen ist allerdings bewusst, dass sich das Licht in Materie grundsätzlich langsamer ausbreitet als im Vakuum. Sie können die Lichtgeschwindigkeit in der Luft experimentell mit einem Laser-Bewegungssensor und einem Reflektor bestimmen. Außerdem können sie die Laufzeit des Lichts von der Sonne bis zur Erde bestimmen und die Entfernung von Sternen in Lichtjahren angeben.

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    40:55 min
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    3 Aufgabenblöcke
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    4 Arbeitsblätter
1. Aktivierung von Vorwissen
‌Video - 03:38 min
Blick in die Vergangenheit beim Betrachten des Sternenhimmels (aufgrund der endlichen Lichtgeschwindigkeit)
Wiederholung: Sehvorgang
2. Einführung
‌Video - 04:00 min
Die Lichtgeschwindigkeit als Naturkonstante
Gesetz der gleichförmigen Bewegung zur Beschreibung der Ausbreitung des Lichts
Unterschiede zwischen den beobachteten und tatsächlichen Orten von Sternen (Eigenbewegung der Sterne)
3. Verständnis­sicherung
‌Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um die Ausbreitung des Lichts
4. Erarbeitung
‌Video - 06:15 min
Messung der Lichtgeschwindigkeit mit einem Laser-Bewegungssensor und einem Reflektor
Bestätigung der Proportionalität zwischen zurückgelegter Strecke und verstrichener Laufzeit des Lichts
Die Lichtgeschwindigkeit als Proportionalitätsfaktor
5. Üben und Anwenden
‌Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um die Lichtgeschwindigkeit
6. Vertiefung
‌Video - 05:22 min
Laufzeit des Lichts von der Sonne bis zur Erde
Entfernung weiter entfernter Sterne
Berechnung eines Lichtjahres
Angabe von Entfernungen in Lichtjahren
Eigenbewegungen von Sternen (Barnards Pfeilstern)
7. Ergebnis­sicherung
‌Video - 03:37 min
Ausbreitung des Lichts gemäß Weg-Zeit-Gesetz der gleichförmigen Bewegung
Messung der Lichtgeschwindigkeit
Laufzeit des Lichts (Blick in die Vergangenheit)
Entfernung von Sternen in Lichtjahren
8. Abschlusstest
‌Abschlusstest - 08:00 min
Anwendungs- und Transferaufgaben

Schülermaterial (2)

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    Abschlusstest (PDF)
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    Arbeitsblatt (PDF)

Lehrermaterial mit Lösungen (2)

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    Abschlusstest (PDF)
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    Arbeitsblatt (PDF)

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