Achtung !
Aufgrund unvorhergesehener
Umstände mußte die astrobux 2005 leider
kurzfristig
abgesagt
werden. Bitte, sehen Sie von
weiteren Anmeldungen ab!
Buxtehude, den 7. Oktober 2005
Die Tagungsleitung
astrobux
2005
Bisher verbindlich angemeldete Workshops
In der Regel
liegen zwei oder drei Workshops gleichzeitig im Zeitplan. Beachten Sie bei
Ihrer Anmeldung bitte die diesbezüglichen Hinweise!
Wenn Sie an
einem oder mehreren Workshops teilnehmen möchten, geben Sie das bitte schon bei
Ihrer Anmeldung zur astrobux an. Sollte es zu Überbelegungen kommen, haben
vor-angemeldete Tagungsteilnehmer Vorrang.
W1 Prof. Dr. Udo Backhaus, Universität Duisburg-Essen, Fachbereich Physik
Die Entfernung zur Sonne - anhand von Beobachtungsdaten selbst bestimmt
Im
Workshop können die Teilnehmer anhand von Fotos oder aus gemessenen
Kontaktzeiten die Parallaxe der Venus - und damit die Entfernung zur Sonne
selbst bestimmen. Die Aufgaben reichen vom Vergleich zweier Einzelfotos bzw.
Messungen bis zu einfachen statistischen Analysen zur Verringerung des Fehlers.
In
einer zusätzlichen Aufgabe werden die zusätzlich benötigten Größen (Venusbahnradius
in AE, Erddurchmesser, geografische Koordinaten,
Winkeldurchmesser der Sonne) aus Beobachtungsdaten selbst abgeleitet.
Bitte
Taschenrechner und Zeichengerät (Zirkel, Lineal, Winkelmesser) mitbringen!
Zeitgleich
mit: W5, W10
W2 Dr. Jürgen Freund, Schubart-Gymnasium, Aalen
Einführung
in die Spezielle Relativitätstheorie
Lehrerinnen
und Lehrer, die ihre Kenntnisse in der Speziellen Relativitätstheorie
auffrischen möchten, bekommen mit meinem Lehrbuch*) einen umfassenden
Überblick. Die von mir angesprochenen Themen sind
Postulate
der Speziellen Relativitätstheorie
- Zeitdilatation -
Längenkontraktion - Lorentz-Transformation -
Minkowski-Diagramme - Zwillingsparadoxon -
Masse und Impuls - Energie-Impuls-Diagramme - Invarianzen im Drei- und Vier-Dimensionalen -
Vierervektoren und Skalarprodukte -
Rechenbeispiele mit Vierervektoren
Auch
für Schüler/innen der Klassenstufen 12-13
2-stündig, täglich
Montag bis Mittwoch
*)
Jürgen Freund: Spezielle Relativitätstheorie für Studienanfänger - Ein Lehrbuch
vdf 2004, 252
Seiten. Siehe auch www.relativitaet.info
Zeitgleich
mit: W7(a), W8, W9, W11
W3 Dr. Christian Jäkel, Else-Brändström-Schule Elmshorn
Astronomische
(und andere) Simulationen einfach programmieren in JAVA
Die
objektorientierte Programmiersprache JAVA ist frei verfügbar,
plattformunabhängig und leicht zu erlernen. Mit wenig Programmcode können
ansprechend aussehende Anwendungen geschaffen werden. In diesem Workshop lernen
die Teilnehmer nach einer kurzen Einführung in die Denkweise des
objektorientierten Programmierens, wie sich mit JAVA kleine, in HTML-Seiten
eingebundene, Simulationsprogramme (Applets) für astronomische und
astrophysikalische Probleme schreiben lassen. Vorkenntnisse in JAVA sind nicht
erforderlich, jedoch sollte ein wenig Erfahrung im Programmieren in einer
anderen Sprache vorliegen.
Zeitgleich
mit: W11
W4 PD Dr. Ute Kraus, Universität Tübingen, Institut
für Theoretische Astrophysik
"Wir basteln ein Schwarzes Loch"
Der
Workshop zeigt, wie man auf anschauliche Weise eine Einführung in Grundbegriffe
der Allgemeinen Relativitätstheorie geben kann. Wichtigstes Hilfsmittel ist ein
maßstabsgetreues Modell des dreidimensionalen gekrümmten Raums um ein Schwarzes
Loch. Die Teilnehmer/innen des Workshops werden das Modell aus Pappvorlagen
selber bauen.
Anhand
des Modells lassen sich Phänomene wie gekrümmter Raum, Geodäten,
Parallelverschiebung und Lichtablenkung anschaulich erklären. Dazu wird mit dem
Modell "experimentiert": Die Messungen, die man in der Nähe eines
Schwarzen Lochs durchführen könnte, um Geometrie und Physik in einem gekrümmten
Raum zu erforschen, werden ersatzweise am Modell durchgeführt.
Diesen
neuartigen Zugang haben wir mit Schüler(inne)n der 10. bis 12. Klasse erfolgreich
getestet und möchten ihn jetzt gerne interessierten Lehrer(inne)n vorstellen.
3-stündig an zwei Tagen
Bitte
Zeichengerät, Winkelmesser, Schere, Cutter und Kleber mitbringen.
Materialkosten:
EUR x,xx
Zeitgleich
mit: W6, W7(b),
W5 Prof. Dr. Karl-Heinz Lotze, Universität Jena
Kosmologie
für Einsteiger
In dem Workshop soll
eine systematische Einführung in die Kosmologie gegeben werden. Dabei wird auf
Vorstellungen (und Fehlvorstellungen) über den Bau der Welt im Großen und die
Natur der Hubble-Expansion besonderer Wert gelegt.
Aus dem Inhalt:
Gegenstand und methodische Besonderheiten der Kosmologie - Die
Kinematik kosmologischer Modelle (Kosmologisches Prinzip, Entfernungen,
Hubble-Effekt) - Die Dynamik kosmologischer Modelle mit und
ohne kosmologische Konstante (Übersicht über kosmologische Modelle, Kritische
Dichte, Weltalter) - Kosmologisch relevante astronomische
Beobachtungen (Entfernungen, Hubble-Diagramm, Hintergrundstrahlung,
Dunkelmaterie) - Horizonte im Universum (Teilchenhorizont und
Hubble-Kugel, Rückblickzeit, Olbers-Paradoxon) -
Thermische Geschichte des frühen Universums (Strahlung und Materie im
expandierenden Universum, Hintergrundstrahlung)
2-stündig,
täglich Montag bis Donnerstag
Zeitgleich
mit: W1, W6, W10
W6 Martin Reble, Wald-Oberschunle, Berlin
Auswertung
selbst erstellter Astrofotos
Mit einfachen Mitteln
lassen sich aus selbst erstellten Astrofotos Erkenntnisse über Himmelskörper
gewinnen; oftmals benötigt man zu den Aufnahmen nur bestimmte Jahrbuchdaten. In
diesem Workshop soll mit den Teilnehmern ausgeführt werden, wie solche
Auswertungen vonstatten gehen können. Außerdem werden Hinweise gegeben, wie man
selbst entsprechende Aufnahmen gewinnen kann. Mögliche Beispiele: Siderische
Umlaufzeit des Mondes, Entfernung Sonne-Mars, Entfernung Sonne-Erde,
Mondentfernung, Kraterhöhen auf dem Mond, Exzentrizität des Mondbahn,
Rotationsdauer der Sonne, Koordinaten von Himmelsobjekten, Entfernung eines
Fixsternes.
Maximal 20 Teilnehmer
Zweistündig an zwei
Tagen
Bitte Taschenrechner und Zeichengerät (Zirkel,
Lineal, Winkelmesser) mitbringen!
Zeitgleich
mit: W4, W5, W7(b)
W7 Peter Scheuermann, Wilhelm-Ostwald-Gymnasium, Leipzig
Vorstellung
von Ergebnissen aus Projektarbeiten und "Besonderer Lernleistung" zu astronomischen
und raumfahrtspezifischen Themen
Alle Schüler des
Wilhelm-Ostwald-Gymnasiums fertigen im 10. Schuljahr Abschlußarbeiten im Fach
Informatik an. Daraus entstehen teilweise anspruchsvolle Projekte zu Themen aus
der Astronomie und Raumfahrt. Eine Auswahl dieser Projekte soll vorgestellt
werden.
Schüler der
Sekundarstufe II erarbeiten Besondere Lernleistungen, die auch in die
Abiturleistung eingebracht werden können. Ergebnisse, die über die
Erwartungsbilder hinaus ragten, werden vorgestellt. Die Teilnehmer des
Workshops können die Softwareprodukte ausgiebig erproben und erhalten Hinweise
zum Einsatz im Astronomiekurs bzw. in Arbeitsgemeinschaften.
Themen: Erdmond und
interaktives HRD bzw. FHD. (Alle Beispielprogramme für das Betriebssystem
Windows)
Maximal 24 Teilnehmer. Bei stärkerem Interesse
ist der Referent bereit, die Veranstaltung zweimal
anzubieten. Sie erscheint deshalb als W7(a) und W7(b) im Zeitplan
W7(a) ist zeitgleich mit W2, W11
W7(b) ist zeitgleich mit W4, W6
W8 OStR Dipl.-Phys. Peter
Stinner, Kopernikus-Gymnasium, Wissen
Erstellen
und Auswerten von Farben-Helligkeits-Diagrammen offener Sternhaufen
Die Teilnehmer
werden -
ausgehend von CCD-Bildern in B (blau) und V
(visuell/grün) - Farben-Helligkeits-Diagramme (FHDs) einiger Sternhaufen erstellen und daraus deren Alter
und Entfernung ermitteln.
Zunächst wird die verwendete Aufnahmeoptik anhand von
Referenzsterndaten aus der WEBDA-Datenbank [1]
kalibriert. Dann extrahiert die Software WinStarFinder
[2] von Fabian Bieter aus den B- und V-Bildern die nötigen Informationen zur Konstruktion der FHDs
Die als Schablone
vorliegende ZAMS (Zero Age Main Sequence)
kann jetzt an die Verteilung der Sterne im jeweiligen FHD angepasst
werden. Entfernungsmodul und "turn off point" der Hauptreihe lassen
sich grafisch bestimmen. Aus dem Entfernungsmodul berechnet man dann die
Entfernung, aus der Lage des "turn off points"
das Alter eines Sternhaufens.
[1] J.-C. Mermilliod: WEBDA database of open
clusters, obswww.unige.ch
[2]
http://www.sternwarte-betzdorf.de/profhdA/VSF.zip
Die Teilnehmer dieses Workshops
sollten vorher den Vortrag "CCD-Fotometrie mit
schulischen Mitteln" des gleichen Referenten gehört haben.
Maximal 24 Teilnehmer
Zeitgleich
mit: W2, W11
W9 Prof. Dr. Roland Szostak,
Universität Münster
Die
Exzentrizität der Erdbahn mit Daten aus einem normalen Kalender bestimmen - ein
Experiment für Schüler
Beginnen
wir mit der einfachen Vorstellung, dass die Sonne bei
einem kreisförmigen Umlauf der Erde mittags immer genau im Süden stehen würde.
Durch den Umlauf auf einer Ellipse ergibt sich jedoch eine periodische
Abweichung davon, deren Stärke von der Exzentrizität der Ellipse abhängt. Den
genauen Mittagsstand der Sonne können wir ganz einfach als Mittelwert zwischen
Auf- und Untergangszeit der Sonne aus dem Taschenkalender erfahren. Die aus dem
Kalender gefundenen Daten zeigen auch eine periodische Abweichung, die
allerdings etwas komplizierter ist. Bei genauerer Überlegung zeigt sich, dass auch die Neigung der Erdachse gegenüber der Bahnebene
in diese Abweichungen hineinspielt. Wir analysieren diesen Anteil und können
ihn dann herausrechnen. Es ist überraschend, wie genau die Bestimmung der
Bahnexzentrizität gelingt. Obwohl die Exzentrizität selbst sehr klein ist,
können wir sie mit diesen einfachen Mitteln mit 5 bis 10 % Genauigkeit
ermitteln! Außerdem finden wir bis auf einen bis zwei Tage genau, dass sich die Erde Anfang Januar an ihrem sonnennahesten
und Anfang Juli an ihrem sonnenfernsten Punkt auf der Ellipse befindet.
Zeitgleich
mit: W2, W11
W10 Prof. Dr. Roland Szostak,
Universität Münster
Wie
erreichen wir die Eltern für das Bildungsanliegen der Physik? - Eine Antwort:
Über die Astronomie!
Die Schule hat
einen weitgefächerten Bildungsauftrag zu erfüllen. Eine in vieler Hinsicht
wichtige Komponente darin sind die Naturwissenschaften mit ihren Inhalten und
ihren erzieherischen Qualitäten. Der Physik kommt dabei eine paradigmatisch
hervorgehobene Rolle in der Funktion einer Leitwissenschaft zu, die ihr nach
wie vor zuerkannt wird. Leider wird der Zugang zu ihr weithin als schwierig
eingestuft und dadurch teilweise blockiert.
Nun gibt es
mehrere gute Wege, den Zugang zur Physik einladend zu gestalten. In dieser
Hinsicht besitzt die Astronomie ein großes Potential. Durch eigene Beobachtung
bietet sie eine eindrucksvolle Begegnung mit dem Wirken der Natur und deren
unumstößlichen Gesetzen. Das beginnt je nach Alter mit der einfachen
Betrachtung von Sternbildern und reicht bis zu Astronomie-AGs
mit Teleskopen, die heute in ausgezeichneter Qualität zur Verfügung stehen.
Über Einblicke in die Tiefen des Kosmos anhand der modernen Astrophysik mit
ihren atemberaubenden Entdeckungen bietet sie aber auch ein Fundament für ein
Bild vom modernen Kosmos und damit für ein Weltbild, über das eigentlich der
mündige Bürger unserer Zeit verfügen sollte.
Die
Eltern können an Tagen der offenen Tür gerade durch Schüleraktivitäten zur
Astronomie als interessierte Gesprächspartner gewonnen werden. Hierzu werden
einige Anregungen gegeben.
Zeitgleich
mit: W1, W5
W11 OStD i.R. Ulrich Uffrecht, Buxtehude
Himmelsmechanik und Raumfahrt im
Unterricht der gymnasialen Oberstufe
Dieser
Workshop will zeigen, wie das Thema "Himmelsmechanik und Raumfahrt"
im Unterricht behandelt werden kann, und er will Lehrerinnen und Lehrer
ermutigen, es anzupacken. Das Thema soll "schulmäßig" erarbeitet
werden, ähnlich wie im Klassenunterricht mit viel Eigentätigkeit der Teilnehmer.
Orts-,
Geschwindigkeits- und Beschleunigungsfunktion sind die Grundelemente der
Kinematik; sie sind durch einfache Sätze der Differential- und Integralrechnung
miteinander verbunden. Das Kraft-Weg-Integral liefert eine mathematische
Beschreibung des Wechselspiels von potentieller und kinetischer Energie einer
in einem radialsymmetrischen Gravitationsfeld bewegten Masse. Die
Schulmathematik reicht zur Behandlung des klassischen Zwei-Körper-Problems
völlig aus. Insbesondere wird das erste keplersche Gesetz in einer mathematischen
Form gewonnen, welche die Lösung vieler Aufgaben aus der Raumfahrt gestattet. Das Kraft-Zeit-Integral
führt uns zur Raketengleichung und vervollständigt das mathematische Rüstzeug
zur Lösung weiterer interessanter und stark motivierender raumfahrttechnischer
Aufgaben.
Wir
sollten unseren Schülerinnen und Schülern dieses faszinierende Anwendungsgebiet
der Differential- und Integralrechnung nicht vorenthalten - wurde die Analysis
doch eigens dazu erfunden, um die Gesetze der Himmelsmechanik begreifbar zu
machen!
2-stündig täglich Montag bis Donnerstag
Bitte
Taschenrechner mitbringen!
Zeitgleich
mit: W2, W3, W7(a), W8, W9