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Tag : 
Relativitätstheorie
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Eine ausgezeichnete Seite zum Physikunterricht. Es wird nahezu der gesamte am Gymnasium behandelte Stoff (inkl. LK) abgedeckt. Zu jedem Thema gibt es eine Seite mit Grundwissen und Standardbeispielen. Es folgen weitere Aufgaben (mit Lösungen) zum Selbstrechnen, Versuche sowie Ausblicke auf Anwendungen bzw. weiterführende Fragestellungen. Die Themen können nach Klassenstufen bzw. nach Physik-Teilgebieten geordnet angezeigt werden.

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Der Name Albert Einstein weckt sofort Assoziationen: Relativitätstheorie oder die Formel E = mc², ein die Zunge herausstreckender zottelhaariger älterer Mann, Einstein als Wegbereiter des Paradigmenwechsels in der Physik und als Vorzeige-Genie der modernen Naturwissenschaft. Vor allem die weniger bekannten Facetten von Einsteins Persönlichkeit - seine historische und politische Rolle - sollen in der hier vorliegenden Unterrichtseinheit erarbeitet werden. Auf diese Weise erhalten die Schülerinnen und Schüler gleichzeitig eine erste Orientierung sowie zahlreiche Anregungen für eine weitere Auseinandersetzung mit der Person Einsteins und der publizistischen Präsenz dieser Schlüsselfigur des 20. Jahrhunderts.

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Zentrales Angebot auf Astronomiewissen ist ein Internet-Lexikon mit rund 550 Begriffen, das auch als interaktives pdf-Dokument erhältlich ist. Das Angebot umfasst auch Artikel zur Forschung aus der Astrophysik, Kosmologie und Relativitätstheorie. Web-Essays erweitern dieses naturwissenschaftliche Wissen um geisteswissenschaftliche Aspekte. Astronomiewissen ist ein kostenloses Angebot von Astrophysiker Dr. Andreas Müller.

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Laut Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie sind sie so gut wie unausweichlich, wenn Massen beschleunigt werden: Gravitationswellen, winzige Verzerrungen der Raumgeometrie, die sich mit Lichtgeschwindigkeit durch das All ausbreiten. Die Animationen und Hintergrundinformationen können zur Vor- oder Nachbereitung eines Besuches auf MS Einstein genutzt werden oder Schülerinnen und Schüler dazu anregen, das Ausstellungsschiff in Eigeninitiative zu besuchen, wenn dies mit der Klasse oder dem Kurs nicht geplant ist. Die Jugendlichen werden mit dem Phänomen Gravitationswellen bekannt gemacht und dazu angeregt, sich mit spannenden Fragen der Astrophysik, Schwarzen Löchern und Neutronensternen zu beschäftigen. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Ausgehend von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit veranschaulichen interaktive Java-Applets zur Lichtuhr und zu einem fiktiven Flug von der Erde zum Pluto den Einfluss der Geschwindigkeit auf die Zeit. Die Spezielle Relativitätstheorie - Einfluss der Geschwindigkeit auf Raum und Zeit - ist (in Teilen) mathematisch einfacher aufgebaut als die `gravitationsbeherrschte` Allgemeine Relativitätstheorie. Bereits im Unterricht einer 10. Klasse kann daher zum Beispiel die Zeitdilatation unter der Vorgabe einer konstanten Lichtgeschwindigkeit rechnerisch hergeleitet und durch Java-Applets in motivierender Weise veranschaulicht werden. Material steht zum Download zur Verfügung.

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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. Schülernahe Erklärungen sind möglich. Der modulare Aufbau der Unterrichtseinheit, die in drei verschiedenen Level durchgeführt werden kann, bietet interessante methodische Differenzierungsmöglichkeiten. Material steht zum Download zur Verfügung.

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Wie sähe die Welt aus, wenn wir uns mit Fast-Lichtgeschwindigkeit darin bewegen würden? Mit einer `relativistischen` Variante der kostenlosen POV-Ray-Software können Sie kurze Videosequenzen erzeugen, die Auswirkungen der Speziellen Relativitätstheorie visualisieren. Dieser Artikel stellt eindrucksvolle Animationen vor, mit denen Sie den experimentarmen Unterrichtsstoff der Relativitätstheorie aufpeppen können. Zudem regt er dazu an, solche Animationen von den Schülerinnen und Schülern in fächerverbindenen Projekten (Informatik, Mathematik, Physik, Kunst) selbst herstellen zu lassen. (Kl.11-13)