In dieser Aufgabenreihe lernen die Schüler*innen zwei physikalisch Gesetze kennen, die das Design von Solarmodulen für Raumfahrtmissionen beeinflussen: das Abstandsgesetz und den Einfallswinkel. Sie führen zwei einfache Untersuchungen mit einer Solarzelle und einer Lichtquelle durch und messen zunächst, wie sich die von den Solarzellen erzeugte Leistung mit der Entfernung von der Lichtquelle ändert und versuchen, das Abstandsgesetz für die Strahlungsintensität experimentell zu ermitteln. Außerdem untersuchen sie die Abhängigkeit der Leistung der Solarzelle vom Einfallswinkel und wenden das Erlernte auf echte ESA-Raumfahrtmissionen an.
Eckdaten:
- Alter: 14 bis 18 Jahre
- Fächer: Physik
Die Aufgabenreihe kann einzeln im Unterricht eingesetzt oder als Teil der Moon Camp Challenge bearbeitet werden.
Ziele: Die Schüler*innen lernen…
- was Strahlungsintensität ist und wie man sie berechnet.
- die Bedeutung des Einfallswinkels kennen.
- die Funktionsweise von Solarzellen kennen.
- eigenen Experimente durchführen, um das Abstandsgesetz und die Bedeutung des Einfallswinkels zu untersuchen.
- Daten zu analysieren und diese grafisch darzustellen.
- einfache Stromkreisläufe mit Solarzellen zu gestalten und zu bauen.
- die elektrische Spannung, den Strom, die Leistung und die Strahlungsintensität kennen.
- die Anforderungen an Solarenergie bei Weltallmissionen kennen und untersuchen diese.
