Category: Physik

Categories
10 11 12 13 9 Fach Geographie Klasse Klima Material Physik

Satelliten messen CO2

CO2 hauptverantwortlich für den momentan stattfindenden Klimawandel.

Es gibt allerdings große Unsicherheiten, wer genau wie viel CO2 emittiert und wo wie viel CO2 von der Biosphäre aufgenommen wird. Satellitenmessungen der atmosphärischen CO2 Konzentration können dazu beitragen die anthropogenen Emissionen grenzübergreifend zu beobachten. In dieser Unterrichtseinheit können SuS mit Hilfe einer interaktiven Grafik atmosphärische CO2-Konzentrationen bestimmen sowie Herausforderungen bei Satellitenmessungen ableiten und diskutieren.

Jahrgangstufen: 9,10,11,12,13

Bearbeitungszeit: 90 min

Fächer : Geographie, Physik, Naturwissenschaften

Leitfrage:Wie können CO2-Konzentrationen mit Hilfe von Satellitenmessungen bestimmt werden
und welche Schwierigkeiten gibt es in Bezug auf die Messung und Aussagekraft?

Themen: CO2 Konzentration, Klimaentwicklung, Klimawandel

https://www.iup.uni-bremen.de/carbon_ghg/Clim4Edu/interaktiv/clim4edu_co2ret.html
Clim4Edu_CO2-MessungDownload
Categories
11 12 13 AR-Apps Fach Klasse Material Physik

Von der Erde zum Mond und zurück –
Gravitation im Erde-Mond-System

Wie beeinflusst
der Mond die Erde – und wie die Erde den Mond?
Was wäre, wenn sich der Mond viel näher um die Erde drehen würde – oder viel weiter weg?
Und wieso trifft der Mondschatten die Erde so selten?

Im neuen Arbeitsblatt “Von der Erde zum Mond und zurück – Gravitation im Erde-Mond-System” mit dazugehöriger App beschäftigen sich Schüler*innen experimentell mit der Veränderung des Erde-Mond-Abstandes. Mit dem Smartphone nehmen die Schüler*innen die Position des Mondes ein und können aus dem Weltraum heraus experimentieren. So finden sie heraus, was passiert, wenn sie der Erde immer näher kommen – sowohl auf der Erde, als auch auf dem Mond. Mit der Mondschatten-Simulation und dem Video einer Mondfinsternis aus dem All ermitteln sie nicht nur, warum Mond- und Sonnenfinsternisse so selten sind, sondern erhalten auch ein Verständnis für die Größenverhältnisse im Weltraum.

Die App ist Teil der Columbus-Eye-App. Kostenlos erhältlich bei Google Play (Part “Erde-Mond-System”)

Ziele: Die Schüler*innen sollen…

  • Die Auswirkungen differentieller Gravitation erkennen,
  • Wechselwirkungen im Kräftesystem Erde-Mond erkennen,
  • physikalische Größen begründet auswählen und deduktiv in einer Hypothese verarbeiten,
  • ein Gedankenexperiment durchführen

Die Zip-Datei (1MB) enthält das Arbeitsblatt, Lehrermaterial mit Stundenplanung und Musterlösungen und das Haupt-Markerbild “Erde”. Für technisch Interessierte ist die Arbeitsweise der App mit den physikalischen, mathematischen und geographischen Hintergründen im Zusatzmaterial erklärt.

ColumbusEye_GravitationImErdeMondSystem_2020Download
Categories
10 11 12 Fach Geographie Klasse Klima Material Physik Uncategorized

Das Treibhausgas CO2 im Laufe der Zeit

CO2 ist das wichtigste anthropogene Treibhausgas und hauptverantwortlich für den momentan
stattfindenden Klimawandel. Hauptsächlich durch die Verbrennung fossiler Energieträger, stieg die atmosphärische CO2 Konzentration seit der industriellen Revolution kontinuierlich an. Im dieser Unterrichtseinheit können Schüler mit Hilfe einer interaktiven Grafik diesen Anstieg nachverfolgen, und die Prozesse die ihn verursacht haben nachvollziehen. 

Jahrgangstufen: 10,11,12

Bearbeitungszeit: 90 min

Fächer : Geographie, Chemie

Leitfrage: Wie können Klimawissenschaftler und Klimaleugner dieselben CO2 Konzentrationsmesswerte untersuchen und dabei zu konträren Aussagen gelangen?

Themen: CO2 Konzentration, Klimaentwicklung, Klimawandel

https://www.iup.uni-bremen.de/carbon_ghg/Clim4Edu/interaktiv/clim4edu_co2ts.html
Clim4Edu_CO2-EntwicklungDownload
Categories
11 12 Fach Klasse Lernmodul Material Physik

Mikrowellen aus dem All – Die Erde im Radar

In der modernen Beobachtung der Erdoberfläche und ihrer Veränderungsdynamik sind Radarsysteme von entscheidender Bedeutung. Sie erlauben es, großflächige Oberflächenstrukturen selektiv zu erfassen und zu klassifizieren. Mithilfe von Radarfernerkundung können Veränderungen beispielsweise von Vegetationsverteilungen oder Gletschern detektiert werden. Mit Hilfe von ausgewählten Radarbildern erhalten die Schüler und Schülerinnen (SuS) einen Überblick über die Möglichkeiten zur Erfassung von Veränderungsdynamiken an der Erdoberfläche. Diese Erkenntnisse werden mit Hintergrundwissen zu dem Thema Radarfernerkundung, sowie grundlegendes Wissen über Eigenschaften von Mikrowellen ergänzt.

Das Ziel der Unterrichtseinheit „Radar” ist das Verständnis grundlegender Eigenschaften elektromagnetischer Wellen und ihrer Anwendungsmöglichkeiten in Radarfernerkundungssystemen kennen zu lernen. Ferner schult die Unterrichtseinheit den Umgang mit abstrakten Darstellungen (Satellitenbilder) von bekannten Landschaftseinheiten.

Klassen: 11, 12

Bearbeitungszeit: 1 Stunde

Niveau: aufbauend

Voraussetzungen: keine

Themen: Braunkohle, Change Detection, Elektromagnetisches SpektrumRadar

Autoren: Johannes Schultz, Andreas Rienow, Henryk Hodam
Floreana Miesen

Ziele:

  • grundlegende Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen und Radarfernerkundsystemen kennen lernen.
  • die Veränderungsdynamik im Braunkohle-Abbau analysieren.
  • ein Verständnis für die Zusammenhänge zwischen Landoberfläche, Rückstreuung und Radarfernerkundungssystemen bekommen.
Physik_RadarDownload
Categories
6 Fach Klasse Lernmodul Material Physik

Summer in the City

Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit dem Themenkomplex Temperatur und Energie auseinander. Mithilfe von Thermalbildern werden sie in die Lage versetzt, Oberflächen unterschiedlicher Temperatur voneinander zu unterscheiden. Dabei lernen sie den Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur, spezifischer Wärmekapazität und weiteren thermalen Objekteigenschaften kennen.

Klassen: 6

Bearbeitungszeit: 1 – 2 Stunden

Niveau: leicht

Voraussetzungen: keine

Themen: Temperatur, Thermalbilder, Thermalstrahlung, spezifische Wärmekapazität

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Kerstin Voß

Ziele:

  • Die Begriffe spezifische Wärmekapazität, Reflexion und Absorption sollen mit eigenen Worten erklärt werden können.
  • Verschiedene Stoffe und Oberflächen sollen anhand ihrer spezifischen Wärmekapazität eingeordnet werden.
  • Die Erwärmung verschiedener Oberflächen im Tagesgang soll bewertet werden.
  • Die Temperaturunterschiede verschiedener Oberflächen in Thermalbildern von Tag- und Nachtaufnahmen sollen erkannt und benannt werden.
  • Thermalbilder sollen ausgewertet, interpretiert und bewertet werden.
Physik_SummerintheCityDownload
Categories
7 Fach Klasse Lernmodul Material Physik

Dem Unsichtbaren auf der Spur

Die Unterrichtseinheit “Dem Unsichtbaren auf der Spur” erläutert die Funktionsweise eines Satelliten, der das von der Erdoberfläche reflektierte Licht zur Bildaufnahme nutzt und dabei auch Wellenlängen jenseits des sichtbaren Lichts einbezieht. Zusätzlich zum Verständnis der physikalischen Inhalte lernen die Schülerinnen und Schüler auf diese Weise auch Aspekte der Fernerkundung kennen. Eine “Vermittlerfigur” in Form eines virtuellen Professors begleitet die Lernenden bei der Erforschung des elektromagnetischen Spektrums.

Klassen: 7

Bearbeitungszeit: 2 – 3 Stunden

Niveau: leicht

Voraussetzungen: keine

Themen: Absorption, Elektromagnetisches Spektrum, Infrarot, Licht, Reflexion

Autoren: Roland Goetzke, Henryk Hodam, Kerstin Voß

Ziele:

  • Reflexionseigenschaften unterschiedlicher Objekte sollen benannt werden können.
  • Unterscheidung der Begriffe “Reflexion” und “Absorption”.
  • Der Zusammenhang zwischen Objektfarbe und Reflexionseigenschaften soll erklärt werden.
  • Das elektromagnetische Spektrum und Wellenlängen außerhalb des sichtbaren Lichts sollen beschrieben werden können.
  • Grundlagen der Umwandlung von Reflexionswerten in Bildinformationen.
  • Entstehung von Falschfarbenbildern.
Physik_ReflexionDownload
Categories
10 7 8 9 AR-Apps Fach Geographie Material Physik

Vulkane unterm Radar

Mit dem Radar-Satelliten Sentinel-1 werden aktive Vulkane beobachtet.

Rund um den Erdball gibt es zahlreiche aktive Vulkane, an deren Hängen – oder sogar in deren Kratern – Menschen siedeln. Um Frühwarnprogramme zu verbessern, müssen diese Vulkane ständig beobachtet werden. Neben verschiedensten
Bodenmessungen kommen dabei auch Satelliten zum Einsatz, zum Beispiel Sentinel-1.
Mit seinem Radar-Sensor kann Sentinel-1 nicht nur durch die Wolken blicken, sondern auch kleinste Veränderungen des Bodens aufspüren. So können Bewegungen der aktiven Vulkane, die auf baldige Ausbrüche hindeuten, beobachtet werden. Die Campi Flegrei, oder Phlegräischen Felder, bei Neapel sind noch immer aktiv. Neueste Forschung zeigt, dass sie sich eine Magmakammer mit dem Vesuv teilen – und, dass sich in ihrer Mitte der Boden hebt. Das Arbeitsblatt vermittelt mit der anschaulichen Augmented-Reality-App, wie Sentinel-1-Radar-Daten benutzt werden, um diese Hebung zu verfolgen, und diskutieren die Abwägungen der Bewohner dieser möglicherweise hochexplosiven Region am Beispiel der Geothermie.

Die “Vulkane unterm Radar”-App ist Teil der ColumbusEye-App

App “Columbus Eye” kostenlos im Google Play Store

Ziele:

Die Schüler*innen sollen…
• die Entstehung eines Vulkans beschreiben und verschiedene Vulkantypen darstellen,
• die Funktionsweise von Radarfernerkundung als Wissenschaft einordnen und anwenden,
• Interferometrie-Abbildungen erklären und analysieren,
• Geothermie als erneuerbare Energiequelle erörtern und in einer Diskussion beurteilen.

Bearbeitungszeit: 2-4 Stunden (Modulauswahl) Themen: Geländemodelle, Geothermie, Naturgefahren, Radar, Radar Niveau: fortgeschritten

Autoren: Claudia Lindner, Frederike Krahn

 
 
 
Unterrichtsmaterial_Vulkane_RadarDownload
Categories
Fach Geographie Lernvideos Physik Uncategorized

Die spektrale Aulösung

Spektrale Satellitensensoren sehen die Erde grau. Dies liegt daran, dass sie jeden Wellenlängenbereichen getrennt voneinander in so genannten Spektralkanälen aufnehmen. Die spektrale Auflösung, also die Anzahl der Spektralkanäle, ist eine wichtige Eigenschaft von Satellitensensoren. Doch welche spektrale Auflösung sollte ein Sensor haben und warum können nicht alle Bereiche des elektromagnetischen Spektrums gemessen werden?

Die spektrale Auflösung

H 5 P Insert – hello from the saved content!

Categories
Fach Geographie Informatik Lernvideos Material Physik

Die räumliche Auflösung

Wie genau wir unsere Umwelt mit Hilfe von Satelliten beobachten können, hängt maßgeblich von verschiedenen Eigenschaften ihrer Sensoren ab, denn diese entscheiden darüber, wie detailliert Informationen über die Erdoberfläche aufgezeichnet werden. Aber warum verwendet die Fernerkundung nicht einfach nur Sensoren mit einer hohen Auflösung, um uns eine detailgenaue Abbildung der Erdoberfläche zu ermöglichen?

Die räumliche Auflösung

H 5 P Insert – hello from the saved content!

Categories
Fach Geographie Lernvideos Material Physik Uncategorized

Die Welt in Infrarot

Den meisten Menschen ist Infrarot aus dem Alltag ein Begriff. Wärmebildkameras, Infrarotlampen, aber auch Fernbedingungen oder die Körperscanner am Flughafen verwenden Infrarot. Wir Menschen können Infrarot nicht sehen, nehmen es aber teilweise als Wärme wahr. Also was genau ist Infrarot und wie wird es in der Erdbeobachtung eingesetzt?

Die Welt in infrarot

H 5 P Insert – hello from the saved content!