Werkgroep 40: Werkgroep Zon en sterren – NiNa-module over elektromagnetische straling en materie: ontwerp en praktijkervaringen
P. Feldbrugge en K. Stadermann
Astrofysica, fascinerend, en minder ongrijpbaar dan je misschien denkt! We presenteren een module Zon en sterren voor vwo 5, die op de NiNa-pilotscholen inmiddels twee trials heeft ondergaan. De deelnemers maken kennis met opzet en ervaringen in de klas, en doen enkele opdrachten en experimenten.
Vanuit de context van zon en sterren bouwen de leerlingen door middel van eenvoudige experimenten aan concepten. Ze leren het verband zien tussen het continuspectrum (Planckkromme) en eigenschappen van stralende lichamen, zoals temperatuur (verschuivingswet van Wien, wet van Stefan-Boltzmann), lichtkracht en de afhankelijkheid tussen stralingsintensiteit en afstand (kwadratenwet). Ze ervaren dat spectraallijnen een vingerafdruk of barcode vormen van elementen. Ze maken kennis met de dualiteit van materie en straling, en leren de verklaring van de waterstoflijnen kennen als een synthese tussen de klassieke natuurkunde en de grondbeginselen van de natuurkunde uit het begin van de 20ste eeuw. Als opmaat naar de kwantummechanica geeft dit de leerling het inzicht dat op schalen van 10-9 m en kleiner kwantummechanische processen een overheersende rol spelen.
Verschillende waarneemtechnieken in het elektromagnetisch spectrum passeren de revue, evenals het dopplereffect als instrument voor snelheidsbepaling van sterren en sterrenstelsels.
Tijdens de werkgroep presenteren we een inhoudelijk overzicht en voeren we met de deelnemers enkele van de experimenten uit. In een discussie zal het ontwikkelde materiaal tegen het licht worden gehouden, mede in het licht van de ervaringen van pilotdocenten.