Lernmodule
Schwarze Löcher, Neutronensterne, Gravitation und die Beeinflussung von Raum und Zeit – Dinge, die mit Hilfe der Allgemeinen Relativitätstheorie erklärt werden können.
1915 präsentiert Albert Einstein, damals 36, seine komplizierte Allgemeine Relativitätstheorie. Diese fordert Newtons Gravitationsverständnis heraus und postuliert, dass Raum und Zeit durch Massen beeinflusst werden. Die Theorie basiert auf der Betrachtung der vierdimensionalen Raumzeit und behandelt im Kern geometrische Konzepte. Im Basismodul BM1: "Wir brauchen ein neues Verständnis von Geometrie" erweitern wir den bekannten Geometrie-Begriff und schaffen damit die Grundlagen, um die Allgemeine Relativitätstheorie einzuführen.
BM1: Wir brauchen ein neues Verständnis von Geometrie
Geometrie ist nicht gleich Geometrie: Verlaufen parallel startende Geraden überall immer parallel? Was gibt es noch für Geometrien und was hat ein Sattel damit zu tun? In diesem Modul erweitern wir den uns bekannten Geometrie-Begriff.
zum Modul
BM2: Wie das Bild einer Sonnenfinsternis die Physik erschütterte
Einstein revolutionierte das Gravitationsverständnis mit seiner bahnbrechenden Theorie. Dieses Modul beleuchtet, wie ein Wissenschaftler durch ein wegweisendes Sonnenfinsternis-Experiment Einstein zum Star machte.
zum ModulDie hier vorgestellten Lernmodule basieren auf den Arbeiten:
Kraus, U. & Zahn, C. (2016). Lichtablenkung für die Schule: von der Metrik zur Geodäte. Astronomie und Raumfahrt. 3/4
Kraus, U. & Zahn, C. (2017). Lichtablenkung an Schwarzen Löchern eine modellbasierte Einführung. letzter Abruf am 22.02.2024 unter https://www.tempolimit-lichtgeschwindigkeit.de/dasu17
Kraus, U., Zahn, C. & Weissenborn, S. (2021). Introducing the geometric concepts of general relativity with sector models. In: Kersting, M. Blair, D. (Hrsg.) Teaching Einsteinian Physics in Schools. Routledge
Weissenborn, S. & Marakis, V. (2022). Lichtablenkung – aber gerade!. Naturwissenschaften im Unterricht Physik. 192
Die in den Lernmodulen eingesetzten virtuellen Sektormodelle basieren auf dem Konzept von Zahn und Kraus:
Zahn, C. & Kraus, U. (2014). Sector models – A toolkit for teaching general relativity: I. Curved spaces and spacetimes. Eur. J. Phys. 35 (5) 055020
Zahn, C. & Kraus, U. (2019). Sector models – A toolkit for teaching general relativity: II. Geodesics. Eur. J. Phys. 40 (1) article id. 015601
Kraus, U. & Zahn, C. (2019). Sector models – A toolkit for teaching general relativity: III. Spacetimegeodesics. Eur. J. Phys. 40 (1) article id. 015602