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Orientierungsbereich (Sprungmarken)

Inhaltsfeld: Relativitätstheorie (LK)

Kontext: Satellitennavigation – Zeitmessung ist nicht absolut

Leitfrage: Welchen Einfluss hat Bewegung auf den Ablauf der Zeit?

Inhaltliche Schwerpunkte: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, Problem der Gleichzeitigkeit

Kompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können

(UF2) zur Lösung physikalischer Probleme zielführend Definitionen, Konzepte sowie funktionale Beziehungen zwischen physikalischen Größen angemessen und begründet auswählen,

(E6) Modelle entwickeln sowie physikalisch-technische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Simulationen erklären oder vorhersagen,

Inhalt

(Ustd. à 45 min)

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler…

Experiment / Medium

Kommentar

Konstanz der Licht­geschwindigkeit und Problem der Gleichzei­tigkeit

Inertialsysteme

Relativität der Gleichzei­tigkeit

(4 Ustd.)

begründen mit dem Ausgang des Michelson-Morley-Experiments die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit (UF4, E5, E6),

erläutern das Problem der relativen Gleichzeitigkeit mit in zwei verschiedenen Inertialsystemen jeweils synchronisierten Uhren (UF2),

begründen mit der Lichtgeschwindigkeit als Obergrenze für Geschwindigkeiten von Objekten Auswirkungen auf die additive Überlagerung von Geschwindig­keiten (UF2).

Experiment von
Michelson und Morley (Com­putersimulation)

Relativität der Gleichzeitigkeit
(Video / Film)

Ausgangsproblem: Exaktheit der Posi­tionsbestimmung mit Navigations­systemen

Begründung der Hypothese von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit mit dem Ausgang des Michelson- und Morley-Experiments (Com­putersimulation).

Das Additionstheorem für relativis­tische Geschwindigkeiten kann ergänzend ohne Herleitung angegeben werden.

4 Ustd.

Summe

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© 2018 Qualitäts- und UnterstützungsAgentur - Landesinstitut für Schule - Letzte Änderung: 17.03.2014