Von unserem Sonnensystem zu extrasolaren Planeten

Seminar für mittlere Semester an der Universität Heidelberg, Lehramt an Gymnasien
WS 2010/11
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 1.404
 
Allgemeine Informationen:
Thema des Seminars sind die Objekte des Sonnensystems (Planeten, Monde, Kleinkörper) und ihre Erforschung, die Entstehung von Sternen und Planetensystemen sowie die Entdeckung und Charakterisierung extrasolarer Planeten. Neben den Inhalten moderner Forschung soll jeweils auch die mögliche Einbindung in den Physikunterricht behandelt werden.
Voraussetzungen: PEP1-PEP3 und PTP2, nützlich wäre PEP4
 
Scheinkriterien:
Ausarbeitung und Präsentation eines 45-minütigen Vortrags zu einem der möglichen Themen mit anschließender Diskussion
Schriftliche Dokumentation in Form einer Hausarbeit (8-12 Seiten exklusive Abbildungen, Inhaltsverzeichnis, Literaturverzeichnis etc., Schriftgröße 12, einfacher Zeilenabstand, kein zusätzlicher Rand)
Teilnahme an allen Seminarterminen, bis zu zwei Fehltage erlaubt
 
Lehrbücher zur Astronomie:
Jeffrey Bennett, Megan Donahue, Nicholas Schneider, Mark Voit: Astronomie: Die kosmische Perspektive, Pearson Studium. Lehrbuchsammlung Physik LN-T 11-15591::(5)
Albrecht Unsöld und Bodo Baschek: Der neue Kosmos: Einführung in die Astronomie und Astrophysik. Lehrbuchsammlung Physik LN-T 11-10129
Alfred Weigert, Heinrich J. Wendker und Lutz Wisotzki: Astronomie und Astrophysik: Ein Grundkurs, Wiley-VCH. Lehrbuchsammlung Physik LN-T 11-8225::(5)
 
(Vorläufiger) Zeitplan:
 
14.10.2010: Einführung
Organisatorisches
Grundsätzliches zu Präsentationstechniken
Vorstellung möglicher Vortragsthemen (pdf)
Ausgabe von einführender Literatur
 
21.10.2010: Orientierung am Sternhimmel
Sternbilder und Planeten identifizieren
Mit dem Fernglas den Nachthimmel erkunden

Literatur:
Stephan Schurig: Orientierung am Nachthimmel, Oculum-Verlag 2010
Hermann-Michael Hahn und Gerhard Weiland: Kosmos Drehbare Sternkarte, Kosmos-Verlag
Joachim Herrmann: Welcher Stern ist das? Kosmos-Verlag
Lambert Spix: skyscout, Oculum-Verlag

Links:
Drehbare Sternkarte für Kinder (Sternwarte Recklinghausen)
Planetariumssoftware Stellarium
Online-Himmelskalender Calsky
 
28.10.2010: Teleskope (pdf)
Grundlagen der Teleskopoptik
Umgang mit dem Schulfernrohr

Literatur:
Ronald Stoyan: Fernrohrführerschein in 4 Schritten, Oculum-Verlag
Ronald Stoyan: Teleskop 1x1, Oculum-Verlag
Ronald Stoyan: Deep Sky Reiseführer, Oculum-Verlag
Ronald Stoyan: Deep Sky Reiseatlas, Oculum-Verlag
Erich Karkoschka: Atlas für Himmelsbeobachter, Kosmos-Verlag

Hans-Ulrich Keller: Kosmos Himmelsjahr, Kosmos-Verlag
Ahnerts Astronomisches Jahrbuch, Spektrum-Verlag

WiS!-Material:
Sterne und Weltraum 10/2005, S. 72 "Wie funktionieren Achromat und Apochromat?" und WiS!-Material "Farbfehler erleben und besser verstehen"
Sterne und Weltraum 11/2004, S. 32 "Interferometrie an Großteleskopen" und WiS!-Material "Auflösungsvermögen und Interferometer - wie man Himmelsbeobachtungen immer mehr Details entlocken kann"

 
04.11.2010: Die Sonne und das Sonnensystem (pdf)
Aufbau der Sonne
Kernfusion und Energietransport
Sonnenaktivität und Fleckenzyklus
Praktische Hinweise zur Beobachtung von Sonne und Planeten

Literatur:
Michael Stix: The Sun, Springer, Monografien 2002 H 346
Kenneth R. Lang: The Sun from space, Springer, Monografien 2008 H 978

Klaus Reinsch, Rainer Beck, Heinz Hilbrecht, Peter Völker: Die Sonne beobachten, Sterne und Weltraum, einsehbar im ARI AS/REI:K-99
Jürgen Banisch: Die Sonne, Oculum-Verlag
Mario Weigand, Sabrina Geyer: Sonne, Mond, Planeten - beobachten und fotografieren, Kosmos-Verlag

WiS!-Material:
Sterne und Weltraum 4/2004, S. 22 "Riesenkonvektion unter Sonnenflecken" und WiS!-Material "Konvektion als universelles Phänomen"
Sterne und Weltraum 8/2007, S. 70-81 und WiS!-Material "Sonnenflecken und der Lebensrhythmus der Sonne" Sterne und Weltraum 6/2008, S. 30-34 "Wieviel Energie liefert uns die Sonne?" und WiS!-Material "Die Bestimmung der Solarkonstante - ein 'Low cost'-Versuch mit 'Know how'"
Sterne und Weltraum 12/2004, S. 30 "Neutrinojagd am Südpol" und WiS!-Material "Neutrinos in Aufgaben - Von der Entstehung bis zum Nachweis eines Neutrinos"
Sterne und Weltraum 8/2004, S. 22 "Am Puls des Tagesgestirns" und WiS!-Material "Helioseismologie im Schulunterricht"

Links:
Sonnensystem in 3D: Celestia
 
11.11.2010: Spektroskopie (pdf)
Vorstellung von "Wissenschaft in die Schulen!"
Grundlagen der Spektroskopie
Beobachtung in verschiedenen Wellenlängenbereichen

Literatur:
James B. Kaler: Sterne und ihre Spektren, Spektrum, Lehrbuchsammlung Physik LN-T 11-7044

WiS!-Material:
Sterne und Weltraum 11/2003, S. 74 und WiS!-Material "Das CD-ROM-Spektroskop"
Sterne und Weltraum 7/2008, S. 64-67 "Astronomie in luftigen Höhen" und WiS!-Material "Wie das unsichtbare Infrarotweltall seine Geheimnisse Preis gibt"
Astronomie Heute 9/2006, S. 26-31 und WiS!-Material "Die Atmosphäre - der Himmel "unter" dem Himmel
Sterne und Weltraum 4/2006, S. 72-78 "Die Farben der Sterne" und WiS!-Material "Farben und Spektren von Sternen selbst erleben"
Sterne und Weltraum 12/2009, S. 70-75 "Sternwindtango auf Teneriffa" und WiS!-Material "Spektren - Fingerabdrücke der Sterne
 
18.11.2010: Zwischenbesprechung
Festlegung der Vortragskonzepte, Abgrenzung der Themen
Klassifizierung von Sternen im Hertzsprung-Russell-Diagramm
Photometrie und Lichtkurven
 
25.11.2010: Die Milchstraße, andere Galaxien und Kosmologie (pdf)
Die Sonne innerhalb ihrer Heimatgalaxie
Galaxienklassifikation
Struktur des Universums
Urknall und Entwicklung des Kosmos

Literatur:
Philip J. E. Peebles: Principles of physical cosmology, Princeton University Press, Monografien 93 H 1462
John A. Peacock: Cosmological physics, Cambridge University Press, Lehrbuchsammlung Physik LN-T 11-13292

WiS!-Material:
Sterne und Weltraum 5/2007, S. 54-65 und WiS!-Material "Ein Modell der Lokalen Gruppe "
Sterne und Weltraum 8/2010, S. 32-43 "Dem dunklen Universum auf der Spur" und WiS!-Material "Rotationskurve einer Spiralgalaxie"
Sterne und Weltraum 11/2009, S. 44-52 "Carl Wirtz und die Hubble-Beziehung" und WiS!-Material "Online auf den Spuren von Hubble (und Wirtz)"
Sterne und Weltraum 2/2008, S. 38-55 "Die Planck-Mission" und WiS!-Material "Die Physik der Hintergrundstrahlung - Überlegungen für die Sekundarstufe II "
Astronomie Heute 1/2008, S. 44-48 "Der Schlüssel zum Anfang von allem" und WiS!-Material "Auf der Suche nach den Fingerabdrücken des Urknalls "
 
02.12.2010: Monde
Die Vielfalt der Monde im Sonnensystem: von Doppelplaneten zu eingefangenen Asteroiden
Monde und Ringsysteme, Trojaner
Wechselwirkung Mond - Planet

WiS!-Material:
Sterne und Weltraum 1/2005, S. 22 "Huygens landet auf Titan" und WiS!-Material " Titan - der Mond mit Atmosphäre"
Sterne und Weltraum 7/2004, S. 36 "Die Raumsonde Cassini erreicht Saturn" und WiS!-Material "Die koorbitalen Saturn-Monde 1980 S1 und 1980 S3"
Sterne und Weltraum 11/2007, S. 26-36 "Planeten-Ringe" und WiS!-Material "Keine einfache Scheibe - zur (Schul-)Physik der Saturnringe"
Sterne und Weltraum 6/2009, S. 14 und WiS!-Material "Plattentektonik auf Saturnmond Enceladus"

 
09.12.2010: Zwergplaneten und Planetendefinition
Sterne, Braune Zwerge, Planeten, Zwergplaneten und Kleinkörper
Unterscheidungskriterien

WiS!-Material:
Sterne und Weltraum 5/2004, S. 20 "Die neuen Spektraltypen L und T" und WiS!-Material "Sternspektren und Spektralklassifikationen"
Sterne und Weltraum 05/2010, S. 13 und WiS!-Material "Die beste Karte von Pluto - Von der 2D-Karte zum 3D-Globus"

Links:
Seite der International Astronomical Union zu Pluto

 
16.12.2010: Die Entstehung des Sonnensystems
Das Erde-Mond-System
Überbleibsel aus der Entstehungszeit: Kometen und Asteroiden

Literatur:
Bernd Lang: Das Sonnensystem - Planeten und ihre Entstehung, Spektrum-Verlag, einsehbar in der ARI-Bibliothek AS/LAN:B-2007

Philip J. Armitage: Astrophysics of planet formation, Cambridge University Press, einsehbar in der ARI-Bibliothek AS/ARM:P-2010
Hubert Klahr und Wolfgang Brandner: Planet Formation: Theory, Observations, and Experiments, Cambridge Astrobiology, einsehbar in der ARI-Bibliothek SY/2004-12:19

WiS!-Material:
Sterne und Weltraum 6/2009, S. 32-41 "Aufregende neue Planetenwelten" und WiS!-Material "Planetenbaustellen"
Sterne und Weltraum 2/2005, S. 24 "Staubforschung auf der Internationalen Raumstation" und WiS!-Material "Einblicke in das Werden und Vergehen planetarer Himmelskörper"
Sterne und Weltraum 5/2006, S. 24-32 "Boten aus der Frühzeit des Sonnensystems" und WiS!-Material "Kometen in der Schule"
Sterne und Weltraum 2/2004, S. 16 "wie gefährlich sind erdnahe Asteroiden wirklich?" und WiS!-Material "Asteroideneinschläge"

 
13.01.2011: Exoplaneten (Betreuung: Olaf Fischer)
Welche Eigenschaften haben die Exoplaneten, die man bislang gefunden hat?
Methoden zur Entdeckung von Exoplaneten

Literatur:
Reto Schneider: Planetenjäger - die aufregende Entdeckung fremder Welten, Birkhäuser, Monografien 97 H 480

WiS!-Material:
Sterne und Weltraum 1/2006, S. 22-32 "Planetendämmerung Teil 1" und WiS!-Material "Wie man Exoplaneten entdecken kann - Modellexperimente, Modellvorstellungen und Rechnungen"
Sterne und Weltraum 2/2006, S. 32-40 "Planetendämmerung Teil 2" und WiS!-Material "Einblicke ins Familienalbum der Exoplaneten"
Sterne und Weltraum 9/2009, S. 14 und WiS!-Material "Neues aus der Forschung - der erste astrometrisch gefundene Exoplanet"
Sterne und Weltraum 8/2010, S. 15 und WiS!-Material "Mit CoRoT und Kepler auf der Suche nach einer zweiten Erde"

Links:
Die Enzyklopädie der extrasolaren Planeten

 
20.01.2011: Die habitable Zone und eine mögliche Besiedlung des Mars (Betreuung: Cecilia Scorza)
Wo gibt es Möglichkeiten für Leben in unserem Sonnensystem?
Leben in fremden Planetensystemen?
Terraforming: Von Science Fiction zur Technologie der Zukunft?

Literatur:
Arnold Hanslmeier: Habitability and cosmic catastrophes, Springer, einsehbar in der ARI-Bibliothek AS/HAN:A-2009
Lectures in Astrobiology 2, Springer, Monografien 2005 H 448::2

Martin Beech: Terraforming: The Creating of Habitable Worlds, Springer, Lehrbuchsammlung Physik LN-T 11-15883

WiS!-Material:
Sterne und Weltraum 10/2008, S. 36-44 "Leben auf dem Mars?" und WiS!-Material "Die Suche nach Leben auf dem Mars und warum das Wasser heute dort fehlt"


Sternentstehung und Sternentwicklung (Betreuung: Markus Pössel)
Von interstellarer Materie zu Protosternen und darüber hinaus

Literatur:
Ralf Klessen: Sternentstehung - Vom Urknall bis zur Geburt der Sonne, Spektrum-Verlag, Lehrbuchsammlung Physik LN-T 11-14029
V. G. Surdin und S. A. Lamzin: Protosterne, Johann Ambrosius Barth, Monografien 98 H 260

Steven W. Stahler und Francesco Palla: The Formation of Stars, Wiley-VCH, Lehrbuchsammlung Physik LN-T 11-15244
Dina Prialnik: An introduction to the theory of stellar structure and evolution, Cambridge, einsehbar in der ARI-Bibliothek AS/PRI:D-2010

 
27.01.2011: entfällt

 
03.02.2011: entfällt




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Letzte Änderung / Last updated: 23 November 2010