Streuung und Farben in der Atmosphäre

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen sich die Lernenden mit der Streuung von Sonnenstrahlung in der Atmosphäre: Warum ist der Himmel blau, aber Wolken sind weiß?

Physik / Astronomie
Sekundarstufe I
1 Unterrichtsstunde
Arbeitsblatt interaktiv, Präsentation, Video, Tondokument
7 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit ist im Rahmen des Projektes Columbus Eye - Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht entstanden. Das übergeordnete Projektziel besteht in der Erarbeitung eines umfassenden Angebots an digitalen Lernmaterialien für den Einsatz im Schulunterricht. Dieses Angebot umfasst interaktive Lerntools und Arbeitsblätter, die über ein Lernportal zur Verfügung gestellt werden.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Die Unterrichtsmaterialien (siehe ZIP-Ordner) thematisieren die Streuung von Sonnenstrahlung in der Atmosphäre. Das Original einer ISS-Aufnahme des Lorentz-Stroms in Kanada wurde so bearbeitet, dass die Atmosphären-Einflüsse herausgerechnet worden sind. Anhand einer kleinen Interaktion werden die Rayleigh- und Mie-Streuung sowie der Zusammenhang zwischen Wellenlängen und Reflexionsverhalten thematisiert. Die Unterrichtseinheit ist aufgeteilt in drei Phasen, für die Sie hier Hinweise zur Umsetzung finden:

Phase 1:

In einem ersten Schritt soll ein Artikel der ARD-Wetter-Redaktion (siehe Arbeitsblätter) gelesen werden. Dieser verschafft den Schülerinnen und Schülern einen ersten groben Überblick über die Thematik. Im Anschluss kann entweder das Kanada-Video oder die Power-Point-Präsentation gezeigt werden. Beide Medien verdeutlichen die Auswirkungen von Streueffekten in der Atmosphäre.

Hinweise zu den Materialien: Die Power-Point-Präsentation enthält hierzu eine kleine Flash-Interaktion. Um diese durchführen zu können, müssen die beiden Ordner "Flash" und "Flash_Images" auf einer Ebene mit der Power-Point-Datei liegen. Beim Öffnen ist nur ein schwarzes Rechteck zu sehen. Sobald man in den Präsentations-Modus geht, wird die Interaktion geladen. Steht kein Beamer zur Verfügung, kann auch das beigefügte PDF auf Folie kopiert werden. Aufgrund von Frage 2 sollte nicht explizit darauf hingewiesen werden, dass beim Kanada-Video die Rayleigh-Streuung die entscheidende Rolle spielt.

Phase 2:

Im Anschluss daran sollen die Schülerinnen und Schüler die Fragen auf dem Arbeitsblatt beantworten und den Lückentext ausfüllen. Der Lückentext fragt einerseits das Wissen aus dem Artikel der ARD-Wetter-Redaktion ab, andererseits vertieft und ergänzt er das Wissen über Rayleigh- und Mie-Streuung.

Phase 3:

Zur Vertiefung und Ergänzung des Wissens kann das Video aus der ARD-Sendung "Kopfball" gezeigt werden. Dieses Video veranschaulicht anhand von Experimenten den Einfluss von Rayleigh- und Mie-Streuung. Es ist eventuell sinnvoll, das Video zu sequenzieren, indem man das Video anhält. Die Schülerinnen und Schüler haben so direkt die Möglichkeit, zu den verschiedenen Experimenten Fragen zu stellen bzw. eigene Versuche durchzuführen.

Hinweis zum Kopfball-Video: Die Darstellung des Sonnenunterganges ist nicht ganz richtig, da die Sonne nicht im Süden, sondern im Westen untergeht.