Heidelberg 2022 – scientific programme

Parts | Days | Selection | Search | Updates | Downloads | Help

DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 33: Postersession 2: Außerschulisches Lernen

DD 33.3: Poster

Tuesday, March 22, 2022, 17:00–18:00, P

Fast lichtschnell durch die Stadt — •Stephan Preiß — Universität Hildesheim, Hildesheim, Germany

In Einsteins Spezieller Relativitätstheorie treten die ungewöhnlichen Effekte der Zeitdilatation und Längenkontraktion auf. Diese meist durch Gedankenexperimente und Diagramme behandelten Erscheinungen stellen eine große kognitive Herausforderung für Lernende, die sich zum ersten Mal mit dieser Thematik auseinandersetzen, dar. Immerhin müssen die alltäglichen Konzepte von Länge und Zeitdauer völlig neu beurteilt werden.

In diesem Beitrag stellen wir eine Unterrichtseinheit vor, die unter Benutzung interaktiver Computersimulationen einen „experimentellen“ Zugang zu den Effekten der Speziellen Relativitätstheorie bietet. Diese Einheit, wurde in zahlreichen Veranstaltungen des Schülerlabors Raumzeitwerkstatt mit Schülergruppen der Klassenstufen 10 bis 13 erfolgreich eingesetzt.

Um die anfängliche Frage, wie die Umgebung bei einer Bewegung mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aussieht, zu beantworten, stellen wir eine virtuelle Welt mit drastisch reduzierter Lichtgeschwindigkeit (c = 1 m/s), in der sich der Nutzer frei bewegen kann, zur Verfügung. In diesem Labor können die Lernenden dann durch Beobachtung schnell bewegter Objekte und eigener Flüge Messungen zu Zeitabläufen und Längen in unterschiedlichen Bezugssystemen durchführen. Der aus dem Gedankenexperiment zur Lichtuhr gewonnene Lorentz-Faktor kann damit auch empirisch untermauert werden.