Relativitätstheorie relativ anschaulich
Tempolimit Lichtgeschwindigkeit

Visualisierung und Veranschaulichung der Relativitätstheorie.
Online-Artikel, Bilder, Filme und Bastelbögen von Ute Krausexterner Link und Corvin Zahnexterner Link (Institut für Physik, Universität Hildesheimexterner Link).

 

Relativitätstheorie relativ anschaulich

Schwarzes Loch

Schwarze Löcher und Reisen mit fast Lichtgeschwindigkeit haben für die meisten Leute eine besondere Faszination. Gleichzeitig gilt die dahinter stehende Theorie, die Relativitätstheorie von Albert Einstein, als abstrakt und schwer verständlich.

Ein Teil der Verständnisschwierigkeiten rührt daher, dass die Effekte der Relativitätstheorie einfach nicht der Alltagserfahrung entsprechen. Beispielsweise ist eine Relativbewegung ein alltäglicher Vorgang und jeder Mensch "weiß aus Erfahrung", dass damit weder eine Zeitdilatation noch eine Lorentz-Kontraktion verbunden ist. Fahrten mit halber Lichtgeschwindigkeit, die diese Fehleinschätzung korrigieren würden, kann man nicht selbst ausprobieren.

Ein geeigneter Ersatz sind jedoch Simulationen: Bilder, Filme und virtuelle Welten machen relativistische Flüge, Schwarze Löcher, kompakte Objekte und andere extreme Situationen in gewissem Sinne erfahrbar.

 

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22 May 2024 13:00 GMT
Neuer Beitrag: V-SeMo: a digital learning environment for teaching general relativity with sector models
In this article we report on the digital learning environment V-SeMo that brings sector models into an interactive web application. V-SeMo lets learners explore relativistic spacetimes by constructing geodesics and assessing curvature. We describe the didactic design and the user interface of V-SeMo, discuss the extended possibilities of virtual sector models compared to the paper models described previously, and present a learning sequence by way of example. We further report on an evaluation carried out with secondary school students. V-SeMo: a digital learning environment for teaching general relativity with sector models.

16 May 2024 13:00 GMT
Neuer Beitrag: Das Äquivalenzprinzip
Wir beschreiben eine Unterrichtseinheit zum Äquivalenzprinzip. Die Einheit beginnt mit der Universalität des freien Falls und führt über die Themen Schwerelosigkeit und Newtonsches Äquivalenzprinzip zum Einsteinschen Äquivalenzprinzip, aus dem das Auftreten von Lichtablenkung im Schwerefeld gefolgert wird. Alle wesentlichen Aspekte werden durch Schüleraktivitäten erarbeitet: Realexperimente zur Bewegung im Schwerefeld sowie Modellexperimente zum Äquivalenzprinzip: Das Äquivalenzprinzip.

16 May 2024 13:00 GMT
Neuer Beitrag: Masse krümmt den Raum
"Masse krümmt den Raum" ist eine der bekanntesten Aussagen zur Allgemeinen Relativitätstheorie; im populärwissenschaftlichen Bereich häufig illustriert anhand von Analogien, die aber fachlich wenig befriedigend sind sowie nachweislich Ursachen von Fehlvorstellungen darstellen. In diesem Beitrag schildern wir eine Unterrichtseinheit, die die obige Aussage auf eine fachlich fundierte Weise mit Hilfe von Modellen und interaktiven Simulationen erklärt: Masse krümmt den Raum.

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Inhalt

Symbole: NEU: neuer Artikel UM: Artikel mit Unterrichtsmaterial

Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie

Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: I. Gekrümmte Räume und Raumzeiten  UM
Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: II. Geodäten  UM
Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: III. Geodäten in der Raumzeit  UM
V-SeMo: a digital learning environment for teaching general relativity with sector models  UM  NEU
Masse krümmt den Raum  UM  NEU
Lichtablenkung - Aber gerade! Geodätenkonstruktion mit virtuellen Sektormodellen  UM  NEU
Lichtablenkung für die Schule  UM
Lichtablenkung an Schwarzen Löchern - eine modellbasierte Einführung  UM
Wir basteln ein Schwarzes Loch  UM
Wir basteln ein Schwarzes Loch – Unterrichtsmaterialien zur Allgemeinen Relativitätstheorie  UM
Wir basteln ein Schwarzes Loch – Making Of
Wir basteln ein Schwarzes Loch – Ein Workshop zur Allgemeinen Relativitätstheorie  UM
Workshops zur Allgemeinen Relativitätstheorie im Schülerlabor Raumzeitwerkstatt an der Universität Hildesheim

Visualisierung der Speziellen Relativitätstheorie

Hauptartikel: Bewegung am kosmischen Tempolimit – Visualisierungen zur Speziellen Relativitätstheorie
Bewegung am kosmischen Tempolimit – Didaktisches Material  UM
Der Ball ist rund
Aussehen relativistisch bewegter Objekte
Was Einstein noch nicht sehen konnte – Visualisierung relativistischer Effekte
Rollende Räder
Brightness and color of rapidly moving objects: The visual appearance of a large sphere revisited in English
Hauptartikel: Fast lichtschnell durch die Stadt
Beobachtungen bei Hochgeschwindigkeitsflügen
Beschleunigte Bewegung
Relativistischer Flug durch ein Gitter

Visualisierung der Allgemeinen Relativitätstheorie

Hauptartikel: Reiseziel: Schwarzes Loch – Visualisierungen zur Allgemeinen Relativitätstheorie
Reiseziel: Schwarzes Loch – Didaktisches Material  UM
Schritt für Schritt ins Schwarze Loch
Flug durch ein Wurmloch
Light Deflection Near Neutron Stars in English
Der "richtige" Einsteinring
Interaktives Schwarzes Loch
Spiel mit dem Schwarzen Loch  UM
Das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße
Röntgenpulsare
Röntgenpulsare – Didaktisches Material  UM
Vierdimensionales Ray-Tracing in einer gekrümmten Raumzeit

Schülerlabor Raumzeitwerkstatt

Das Schülerlabor Raumzeitwerkstatt an der Universität Hildesheim
Animationen zur Relativitätstheorie  UM
Gravitationswellen: Modelle und Experimente zu Signalformen, Wirkungen und Detektion  UM
Das Äquivalenzprinzip  UM  NEU

Themenübergreifend

First-person visualizations of the special and general theory of relativity in English
Einstein on Tour – Eine Wanderausstellung zur Relativitätstheorie

Materialien

Galerie – Freie Bilder
Filmverzeichnis
Sektormodelle – Bastelbögen

Archiv

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AutorInnen: Ute Kraus, Corvin Zahn, Datum: 2024-05-22 01:08:49
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