Ein steiniger Weg zur Relativitätstheorie
am 12. Oktober 2015 findet in Vallendar der erste Teil der zweitägigen ILF-Veranstaltung statt. Der zweite Teil findet am 13.4. 2016 statt .
Zielgruppe: Physiklehrer der SI und SII.
· Einstein vermeidet in einer verbalen Fassung seiner berühmten Gleichung E = m . c² den Begriff der Lichtgeschwindigkeit. Dahinter steckt wohl Absicht.
· Anstatt des häufig verwendeten Zugangs zur Relativitätstheorie über die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, wird ein ganz anderer Weg gewählt, bei dem die Rolle der Lichtgeschwindigkeit in ganz neuem Licht erscheint.
· Mit diesem neuen Zugang zur Relativitätstheorie bietet sich auch für die Herleitung von Längenkontraktion und Zeitdilatation ein einfacher Weg.
· Aussagen wie: Nach der Relativitätstheorie lässt sich Energie in Masse umwandeln stehen im Widerspruch zum Prinzip der Äquivalenz von Masse und Energie.
· Da Masse gleich Energie ist, muss die Masse auch die Eigenschaften der Energie haben und umgekehrt. Die Folgerungen sind interessant und lassen sich schon im Unterricht der Sek I diskutieren.
· Nach einer kurzen Einführung in Modellbildung wird im Rahmen eines Workshops ein handlungsorientierter Weg von einem einfachen mechanischen Modell durch kleine Veränderungen zu einem neuen Modell beschritten, das wesentliche Aussagen zur SRT liefert.
· Bezugssystemwechsel, diskutiert man gewöhnlich in der relativistischen Kinematik. Sie sind aber auch in der klassischen Mechanik und in der Elektrodynamik ein lohnendes Thema. Und schließlich haben sie auch interessante und leicht verständliche Folgen, die in den Bereich der Allgemeinen Relativitätstheorie gehören.
· Oft wird der negative Ausgang des Michelson-Morley-Experiments als Beweis dafür gesehen, dass es keinen Äther gibt. Das Experiment zeigt zwar, dass die klassische Physik einer grundlegenden Ergänzung bedarf, aber über die Existenz des Äthers sagt es nichts aus.
· Newton wird oft für seine Einführung eines absoluten Raums kritisiert, aber vielleicht zu Unrecht. Man kann den absoluten Raum auch als Vorläufer des Gravitationsfeldes sehen. Dann wäre der absolute Raum ein sehr fortschrittliches Konzept.
· Die ART scheint nichts für die Schule zu sein. Sie macht aber Aussagen, die man im Unterricht gut behandeln kann, und die sehr motivierend sind. Es wird ein kurzer Unterrichtsgang für die Sek II vorgestellt.
· Es wird gezeigt, dass es neben der Energie-Masse-Äquivalenz auch die Energiestrom- Impuls-Äquivalenz gibt.
Programm für Vallendar: Ein steiniger Weg zur Relativitätstheorie. 12. 10. 2015 und 13.4.2016 2016
Montag, 12.10.15:
9:00 – 9:30 Begrüßung (Schambortski, Pohlig)
9:30 – 10:00 Wie liest Einstein seine Gleichung E = m . c²? (Pohlig)
10:00 – 10:30 Die Äquivalenz von Masse und Energie in SI (Strauch)
10:30 – 10:45 Kaffeepause
10:45 – 11:30 Kann man Masse in Energie umwandeln? (Pohlig)
11:30 – 12:15 Ein alternativer Zugang zur Relativitätstheorie (Pohlig)
12:15 – 13:15 Mittagspause
13:15 – 14:00 Widerlegt das Michelsen-Morley Experiment die Existenz des Lichtäthers? (Herrmann)
14:00 – 14:45 Der absolute Raum als Vorläufer des Gravitationsfeldes (Herrmann)
14:45 – 15:00 Kaffeepause
15:00 – 15:45 Bezugssysteme neu beleuchtet (Hauptmann)
15:45 – 16:45 Ausblick auf den zweiten Tag, Informationen zu Coach und Abschlussbesprechung ( Pohlig, Schambortski)
Mittwoch, 13.4. 2016:
9:00 – 9:20 Begrüßung (Schambortski, Pohlig)
9:20 – 10:15 Besprechung der Erfahrungen und Rückmeldungen der Teilnehmer (Pohlig, Herrmann und Strauch)
10:15 – 10:30 Kaffeepause
10:30 – 12:00 Die Physik der Raumzeit - Ein Unterrichtsgang (Herrmann / Pohlig)
12:00 – 12:30 Übungen zur Raumzeit (Herrmann / Pohlig)
12:30 – 13:30 Mittagspause
13:30 – 15:30 Workshop: Mit Modellbildung zur Relativitätstheorie (Verwendung der Software Coach6) (Strauch)
15:30 – 15:45 Kaffeepause
15:45 – 16:15 weitere Übungen zur Raumzeit (Herrmann / Pohlig)
16:15 – 16:45 Abschlussbesprechung (Schambortski, Pohlig)