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