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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25 Apr 2018 18:00 GMT
Neuer Beitrag: Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: III. Geodäten in der Raumzeit
Sektormodelle ermöglichen einen modellbasierten Zugang zur Allgemeinen Relativitätstheorie, der auf das Verständnis der geometrischen Konzepte abzielt und in seinen mathematischen Anforderungen nicht über Schulmathematik hinausgeht. Dieser Beitrag zeigt, wie die Bahnen von Licht und freien Teilchen auf einem raumzeitlichen Sektormodell konstruiert werden können. Als Beispiel dienen radiale Bahnen in der Nähe eines Schwarzen Lochs. Wir beschreiben zwei Workshops zu den Themen gravitative Rotverschiebung sowie radialer freier Fall, die wir in dieser Form mit Bachelorstudierenden durchführen. Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: III. Geodäten in der Raumzeit.

25 Apr 2018 18:00 GMT
Neuer Beitrag: Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: II. Geodäten
Sektormodelle sind Werkzeuge, mit denen die Grundprinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie vermittelt werden können, ohne bei der Formulierung über Schulmathematik hinauszugehen. Dieser Beitrag zeigt, wie Sektormodelle dazu verwendet werden können Geodäten zu bestimmen. Wir stellen einen Workshop für Schüler/innen und Studierende vor, in dem die gravitative Lichtablenkung mittels der Konstruktion von Geodäten auf Sektormodellen behandelt wird; als Beispiel dienen Geodäten in der Nähe eines Schwarzen Lochs. Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: II. Geodäten.

21 Mar 2018 15:00 GMT
690. WE-Heraeus-Seminar: General Relativity as a Challenge for Physics Education
February 10 - 15, 2019, Physikzentrum Bad Honnef, Germany. Aims: The goal of the seminar is to promote the scientific exchange of ideas and research results on the teaching of general relativity. The seminar will be focussed on the secondary school and undergraduate levels. Target audience: Physics education researchers, physicists, and physics teachers are invited to participate in the seminar. PhD and master students are encouraged to apply. WE-Heraeus-Seminar: General Relativity as a Challenge for Physics Education.

23 Feb 2018 18:00 GMT
Neuer Beitrag: Lichtablenkung an Schwarzen Löchern - eine Einführung anhand von Sektormodellen
Der Beitrag stellt einen Zugang zur Allgemeinen Relativitätstheorie vor, der die Grundkonzepte fachlich fundiert vermittelt, ohne über Schulmathematik wesentlich hinauszugehen. Möglich wird dies durch den Einsatz von Sektormodellen, die gekrümmte Räume und Raumzeiten maßstabsgetreu darstellen. Als Beispiel dient ein Workshop zur Lichtablenkung, der auf diesem Zugang basiert und im Schülerlabor Raumzeitwerkstatt der Universität Hildesheim durchgeführt wird. Lichtablenkung an Schwarzen Löchern - eine Einführung anhand von Sektormodellen.

Weitere News im News-Archiv.

Inhalt

Modellexperimente in der Allgemeinen Relativitätstheorie

Hauptartikel: Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: I. Gekrümmte Räume und Raumzeiten
Hauptartikel: Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: II. Geodäten  NEU
Hauptartikel: Sektormodelle - Ein Werkzeugkasten zur Vermittlung der Allgemeinen Relativitätstheorie: III. Geodäten in der Raumzeit  NEU
Lichtablenkung für die Schule
Lichtablenkung an Schwarzen Löchern - eine modellbasierte Einführung  NEU
Wir basteln ein Schwarzes Loch
Wir basteln ein Schwarzes Loch – Unterrichtsmaterialien zur Allgemeinen Relativitätstheorie
Wir basteln ein Schwarzes Loch – Making Of
Wir basteln ein Schwarzes Loch – Ein Workshop zur Allgemeinen Relativitätstheorie
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
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
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
Das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße
Röntgenpulsare
Röntgenpulsare – Didaktisches Material
Vierdimensionales Ray-Tracing in einer gekrümmten Raumzeit

Schülerlabor Raumzeitwerkstatt

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

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

Alte Artikel sind im Archiv zu finden.

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AutorInnen: Ute Kraus, Corvin Zahn, Datum: 2018-05-12 15:47:36
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