VP 11

Strahlungsphysik und Klima – selbständig und umfassend erkundet
Vortragende/r: Dr. Hans-Otto Carmesin
Institution:Gymnasium Athenaeum, Studienseminar Stade
Datum:19. November 2018
Zeit:15:00 - 15:45 Uhr
Raum:7

Die Lernenden erkunden mit einer einfachen und kostengünstigen Wärmebildkamera, beispielsweise am Smartphone, ihre Umgebung: Alle Körper emittieren Strahlung, je wärmer desto mehr. Am Experiment mit einer glühenden Eisenplatte entdecken sie das Stefan-Boltzmann-Gesetz. Am Sonnenspektrum und THz – Scanner charakterisieren sie diese Strahlung durch ihre Frequenz und durch ihre Lage jenseits des Roten.

Am eigenen Schatten entdecken sie mit der einfachen Wärmebildkamera, wie sich schon innerhalb weniger Minuten ein Strahlungsgleichgewicht einstellt. Und sie untersuchen es: Mit ihrem Smartphone messen sie die Solarkonstante, also die absorbierte Strahlung. Im Gleichgewicht wird diese Strahlung auch emittiert. Daraus ermitteln sie mit dem Stefan – Boltzmann – Gesetz die Gleichgewichtstemperatur. Entsprechend berechnen sie auch das Klima auf den Planeten. Aber so wäre die Erde zu kalt!

Die Klärung bringt das Treibhaus im Garten. Hier erkennen die Lernenden beispielsweise mit der einfachen Wärmebildkamera eine deutliche Steigerung der Gleichgewichtstemperatur. Und wie geht das auf der Erde? Die Lernenden entdecken mit der Wärmebildkamera klar die Absorption von Infrarot durch Kohlenstoffdioxid. Sie errechnen die Wirkung des natürlichen Treibhauseffekts, der warmen und kalten Zeitalter sowie des anthropogenen Treibhauseffekts und recherchieren entsprechende Fakten. Zukunftsweisende Handlungsmöglichkeiten werden klar herausgestellt.