Astronomie für Sekundarstufe II im ASTROPEILER

Radioastronomische Beobachtungen

Ein Angebot für Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II an Gymnasien und Gesamtschulen

Hintergrund:
Der Astropeiler Stockert e.V. betreibt das im Eigentum der Nordrhein-Westfalen Stiftung stehende Radioteleskop "Astropeiler Stockert". Einer der Vereinszwecke ist die Förderung der naturwissenschaftlichen Bildung und das Wecken von Interesse an den MINT Fächern bei Schülern.
Im Rahmen dieses Bemühens wurde ein Programm entwickelt, welches Schülern der Sekundarstufe II mit vertieften Kenntnissen in Physik eine Einführung in die Methodik der modernen Radioastronomie bietet.

Das Programm:
Das Programm umfasst drei Teile:
- Einführung und Erläuterung der physikalischen Grundlagen
- Das Programm beginnt mit einer Einführung in die Radioastronomie und erläutert insbesondere, welche Unterschiede zu der optischen Astronomie bestehen.
- Anschließend wird das Phänomen der "21 cm Linie" erläutert, welches im Mittelpunkt der anschließenden praktischen Beobachtungstätigkeit stehen wird.

Beobachtung und Auswertung
Die Schüler werden dann Beobachtungen durchführen.
Hierzu werden die Schüler in zwei Gruppen aufgeteilt, um mit zwei
Teleskopen (dem 25m und dem 3m Teleskop) gleichzeitig zu arbeiten.
Die Gruppen wechseln, so dass jeder Schüler Gelegenheit hat, mit jedem der beiden Teleskope zu arbeiten.
Die Beobachtung besteht aus dem Anfahren verschiedener Himmelspositionen, Aufnahme der Daten und Auswertung der einzelnen
Messungen.
Parallel zu den laufenden Beobachtungen wird jeweils eine kleine Gruppe herausgelöst, um eine Besichtigung des großen 25m Teleskops zu machen.

Diskussion der Ergebnisse
Die Schüler werden dann die Daten zusammentragen. Es wird dann diskutiert, welche Schlussfolgerungen sich aus den Daten für die Struktur der Milchstraße ableiten lassen.
Insbesondere wird diskutiert, welche Ergebnisse unerwartet sind und
inwieweit sich hieraus offene Fragestellungen der modernen Physik (Dunkle Materie) ergeben.

Zielsetzung
Mit dem Programm werden mehrere Ziele verfolgt:
- Einblick in die Arbeitsweise von Physikern
- Erleben der Faszination von großen Instrumenten
- Teamarbeit bei der physikalischen Beobachtung
- Anwendung von physikalischen Kenntnissen in der Praxis
- Erkenntnis, dass es ungeklärte Fragestellungen in der Physik gibt, die Motivation für zukünftige Forschung darstellen.

Durchführung:
Der Verein führt die Veranstaltung durch und leitet die Schüler an. Er stellt die erforderlichen Arbeitsmaterialien zur Verfügung. Für die Aufrechterhaltung der Disziplin sind die Lehrkräfte verantwortlich.

Zielgruppe und Vorkenntnisse:
Das Programm richtet sich an Schüler mit vertieften Kenntnissen in Physik. Sie sollten zumindest einen Physik-Grundkurs belegt haben. Idealerweise sind sie
Teilnehmer an einem Physik-Leistungskurs.

Die Folgenden physikalischen Themen werden angesprochen:
- Elektromagnetische Wellen
- Bohrsches Atommodell
- Übergänge zwischen quantisierten Zuständen
- Dopplereffekt.