Astronomie jenseits des sichtbaren Universums

Seminar für mittlere Semester an der Universität Heidelberg
Das Seminar richtet sich primär an Lehramtsstudenten, aber auch Bachelor/Master-Studenten in Physik und Astronomie können teilnehmen.
SS 2010
Donnerstags 14:00 bis 16:00 Uhr
Dozenten:
Olaf Fischer, Carolin Liefke, Markus Pössel, Cecilia Scorza
Haus der Astronomie
Veranstaltungsort:
Kirchhoff-Institut für Physik
Im Neuenheimer Feld 227
Seminarraum 2.401
 
Allgemeine Informationen:
Thema des Seminars sind Beobachtungs- und Messmethoden in der Astronomie in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums. Neben den Inhalten moderner Forschung soll jeweils auch die mögliche Einbindung in den Physikunterricht behandelt werden.
Voraussetzungen: PEP1-PEP3 und PTP2, nützlich wäre PEP4
Punktevergabe: Ausarbeitung und Präsentation eines einstündigen Vortrags zu einem der möglichen Themen mit anschließender Diskussion, schriftliche Dokumentation in Form eines Handouts, Teilnahme an allen Vorträgen
Jeder Vortrag sollte folgende Bereiche abdecken: betrachteter Wellenlängen-/Frequenz-/Energiebereich, Mechanismen zur Erzeugung und typische astronomische Quellen, Grundlegendes zur Funktionsweise von Teleskopen und Detektoren, spezielle Aspekte, detaillierte Betrachtung eines astronomischen Objektes und beispielhafte Vorstellung eines Instrumentes
 
Mögliche Themen und Zeitplan:
 
15.04.2010: Organisatorisches und Einführung, Themenvergabe (pdf)
 
22.04.2010: Astronomie im sichtbaren Licht (pdf)
 
29.04.2010: Radioastronomie (pdf)
 
06.05.2010: Teleskope (Veranstaltungsort: MPIA)

"Fernrohrführerschein" - Einführung in die Benutzung typischer Schulteleskope
Tips und Tricks für astronomische Beobachtungen
 
13.05.2010: Himmelfahrt
 
20.05.2010: Ausweichtermin Teleskope (entfällt)
 
27.05.2010: Submillimeterbereich, Fern- und Nahinfrarot (pdf)

Vorstellung der Spektralbereiche
Infrarot-Experimente in der Schule
 
03.06.2010: Fronleichnam
 
10.06.2010: Mittleres Infrarot (Betreuerin: Cecilia Scorza)

Strahlungsmechanismen und -quellen im mittleren Infrarot, Wechselwirkung bei Ausbreitung, Nachweis von MIR-Strahlung (Detektoren, Teleskope)
Anfänge der MIR-Astronomie
MIR-Observatorien: speziell das FIFI-LS Spektrometer am Bord von SOFIA
Darstellung von MIR-Daten über Falschfarbenbilder
Möglichkeiten und Probleme der MIR-Astronomie
Bezüge zur und Möglichkeiten in der Schule

Literatur:
I. S. Glass: Handbook of Infrared Astronomy, Cambridge University Press 1999
Stratospheric Observatory for Infrared astronomy, Science Vision, NASA, DLR (Betreuerin Fragen)
Walfried Raab, Dissertation "Entwicklung und Bau des Ferninfrarot-Spektrometers FIFI LS" (Betreuerin fragen)
Website des Max-Planck-Institutes für extraterestrische Physik

 
17.06.2010: UV-Astronomie (Betreuerin: Carolin Liefke)

Energie- und Wellenlängenbereich, Beobachtungsmöglichkeiten terrestrisch und satellitengestützt
Kosmische UV-Quellen
Überblick über die Geschichte der UV-Astronomie, Satelliten von IUE und EUVE bis hin zu FUSE und GALEX
Lyman alpha: Quasare und Rotverschiebung
Das Ende von Hubble - das Ende der UV-Astronomie?
UV-Strahlung im Alltag, Bezug zum Schulunterricht

Literatur:
Christopher R. Kitchin, Astrophysical Techniques
Martin A. Barstow und Jay B. Holberg: Extreme Ultraviolet Astronomy, Cambridge University Press
EUVE-Webseite der NASA
IUE-Webseite der ESA
FUSE-Archiv
GALEX-Homepage

 
24.06.2010: Röntgenstrahlung (Betreuerin: Carolin Liefke)

Energie- und Wellenlängenbereich, Beobachtungsmöglichkeiten
Erzeugungmechanismen (thermisch, Synchrotron etc.), Arten kosmischer Röntgenquellen
Das Wolter-Teleskop, Funktionsprinzip Röntgen-Detektoren
Überblick über die Geschichte der Röntgenastronomie
Aktuelle Röntgenmissionen: XMM-Newton oder Chandra
Röntgenstrahlung im Alltag, Bezug zum Schulunterricht

Literatur:
Christopher R. Kitchin, Astrophysical Techniques
Bernd Aschenbach, Hermann M Hahn, und Joachim Trümper: Der unsichtbare Himmel. Röntgenastronomie mit ROSAT, Birkhäuser 1996
Stephan Rosswog und Marcus Brüggen: Introduction to High-Energy Astrophysics, Cambridge University Press
Sterne und Weltraum Special 4/2003 Der heiße Kosmos
"XMM-Newton - der europäische Röntgensatellit", Sterne und Weltraum 6/2000
"Neuartige Röntgendetektoren für die Astrophysik", Physikalische Blätter (1996) Nr.1
NASA High Energy Astrophysics Science Archive Research Center
Chandra-Homepage
XMM-Newton Webseite der ESA

 
01.07.2010: Orientierung am Sternhimmel

Kostenfreie Programme mit vielen Anwendungsmöglichkeiten im Unterricht:
Planetariumsprogramm: Stellarium
Sonnensystem in 3D: Celestia (nicht vorgestellt)

Literaturempfehlungen:
Stephan Schurig: Orientierung am Nachthimmel, Oculum-Verlag 2010
Sehr anschauliche Erklärungen zur Himmelsmechanik mit vielen Grafiken, großformatige Karten für jeden Monat, Planeten- und Mondpositionen der nächsten Jahre. Nur Sternbilder, keine Objekte. Keine Vorkenntnisse erforderlich. Laminiert, A4, Spiralbindung
Lambert Spix, skyscout, Oculum-Verlag 2010
Übersichtskarten für jede Jahreszeit, Ausschnittskarten mit einzelnen Sternbildern. Objekte, die für Ferngals und Kleinteleskop gut beobachtbar sind. Laminiert, A5, Spiralbindung
Kosmos Himmelsjahr, Kosmos-Verlag
Jährlich erscheinendes Jahrbuch mit Monatskapiteln, Planetenkoordinaten im Anhang. Übersichtskarten, Beschreibung des sternhimmels und der schönsten Objekte, Planetenbahnen, Monatsthemen. A5, broschiert

Links:
Bastelbogen einfache drehbare Sternkarte (auch für Kinder ab 8 Jahren geeignet)
 
08.07.2010: Gammastrahlung (Betreuerin: Carolin Liefke)

Energie- und Wellenlängenbereich, Beobachtungsmöglichkeiten
Erzeugungmechanismen, Arten kosmischer Gammaquellen
Geheimnisvolle Gamma Ray Bursts
Funktionsprinzip Gamma-Detektoren, das Coded-Mask-Verfahren
Überblick über die Geschichte der Gammastrahlenastronomie
Aktuelle Gamma-Satelliten: Swift, INTEGRAL oder Fermi (ehemals GLAST)
Gammastrahlung und Radioaktivität, Bezug zum Schulunterricht

Literatur:
Christopher R. Kitchin, Astrophysical Techniques
Stephan Rosswog und Marcus Brüggen: Introduction to High-Energy Astrophysics, Cambridge University Press
Gilbert Vedrenne und Jean-Luc Atteia: Gamma-Ray Bursts - The brightest explosions in the Universe, Springer
"Die GLAST-Mission - Ein Blick in den kosmischen Hexenkessel", Sterne und Weltraum 5/2008, S. 40-48 und WiS-Material dazu
NASA High Energy Astrophysics Science Archive Research Center
Fermi-Webseite der NASA
Swift-Webseite der NASA
INTEGRAL-Webseite der ESA

 
15.07.2010: Spektroskopie im Unterricht

Einfache Spektroskope selber basteln
Möglichkeiten von Schulspektrographen
 
22.07.2010: Entfällt



Verantwortlich / Responsible: Carolin Liefke
Letzte Änderung / Last updated: 23 April 2010