Magnetfeld und Polarlicht

Ablauf der Lektion

1. 1

   Schritt 1: Begriffe

   Magnetfeld – ein unsichtbarer Bereich um einen Magneten, in dem magnetische Kräfte wirken

   Nordlicht – entsteht, wenn geladene Teilchen in der nördlichen Polarregion mit Atomen und Molekülen in der Atmosphäre zusammenstoßen, die dadurch Licht aussenden

   Magnetosphäre – ein Bereich um einen Planeten, in dem das Magnetfeld geladene Teilchen festhält und ihr Verhalten beeinflusst

2. 2

   Schritt 2: App einrichten

   Hilf den Schüler*innen, Ari einzuschalten und durch die App-Ordner zu blättern, bis sie Toolkit finden. Öffne die Compass-App in Toolkit. Wenn der Bildschirm für den Kompassmodus erscheint, wählen die Schüler*innen Advanced (erweitert).

3. 3

   Schritt 3: Einführung

   Stelle der ganzen Klasse folgende Frage: „Wohin zeigt ein Kompass?“

   1. Ermutige die Schüler*innen, über die Antwort „nach Norden“ hinauszudenken und den Zusammenhang zur magnetischen Nordrichtung herzustellen.

   Zeige der Klasse die magnetischen Gegenstände, sobald das Gespräch auf den magnetischen Norden kommt.

   1. Teile die Klasse in Gruppen ein, die jeweils mit einem Ari rund um einen magnetischen Gegenstand arbeiten.
   2. Lass die Schüler*innen die Compass-App auf Ari auf Advanced einstellen. Lass sie Ari um die Gegenstände herumbewegen, weiter von ihnen weg und näher an sie heran. Dabei sollen sie auf die Richtung von Aris Kompassnadel achten.
   3. Besprich einige der folgenden Fragen mit den Gruppen, während die Schüler*innen ihren Ari um die magnetischen Gegenstände herumbewegen.

   • „Was verraten dir Aris Kompassmessungen über die Richtung des Magnetfelds an Aris Standort?“
   • „Beeinflusst der Abstand zwischen Ari und dem Magneten die Kompassanzeigen?“
   • „Wie reagiert Ari auf verschiedene Arten von Magneten?“

   Erkläre den Schüler*innen beim Experimentieren mit den magnetischen Materialien, dass sie in der ersten Aktivität einen Stabmagneten verwenden, um das Erdmagnetfeld zu modellieren.

4. 4

   Schritt 4: Aktivität 1 – Die Magnetosphäre erkunden

   Teile die Schüler*innen in Zweierteams ein und gib jedem Team einen Ari-Roboter.

   1. Die Schüler*innen verbinden zuerst die Linien gleicher Farbe, indem sie Bögen zeichnen. Diese Bögen stellen das Erdmagnetfeld dar.
   2. Wenn die magnetischen Feldlinien eingezeichnet sind, legen die Schüler*innen den Stabmagneten auf die Abbildung mit North und South auf dem Arbeitsblatt. Danach setzen sie Ari auf jede Linie.
   3. Die Schüler*innen bewegen Ari von Hand entlang der Linien und achten dabei auf die Richtung der Kompassnadel.

   Die Schüler*innen zeichnen entlang der Linien Pfeile in die Richtung, die die Nordspitze der Kompassnadel anzeigt.

   Sie wiederholen diesen Vorgang für jede eingezeichnete magnetische Feldlinie.

   1. Bei der Aufgabe mit den vier Definitionen auf Seite 6 des Arbeitsblatts lesen die Schüler*innen die Definitionen und betrachten das Diagramm.
   2. Die Schüler*innen sagen voraus, wo sich die vier Bereiche befinden, und legen die zuvor ausgeschnittenen Begriffe an die entsprechenden Stellen in der Magnetosphäre.
5. 5

   Schritt 5: Aktivität 2 – Polarlichter gestalten

   Nachdem die Schüler*innen das Erdmagnetfeld gezeichnet und die Bereiche der Magnetosphäre sowie ihre Funktionen benannt haben, suchen sie nach verschiedenen Bildern von Polarlichtern.

   1. Die Schüler*innen können das Nordlicht, das Südlicht oder beide untersuchen. Anhand eines Bildes malen sie eine Skizze eines Polarlichts mit Buntstiften oder Wachsmalstiften aus.

   Diese Skizze zeigt die geladenen Teilchen, die sich ansammeln und im Zusammenspiel mit der Erdatmosphäre die spektakuläre Lichterscheinung hervorrufen können.

6. 6

   Schritt 6: Evaluation: Abschlusskarte

   (Die Fragen für das Abschlussticket stehen auf der letzten Seite des Arbeitsblatts.)

   Nutze die folgenden Fragen, um die Schüler*innen zum Nachdenken und zum Austausch anzuregen. Geh durch die Klasse, während sie ihre Antworten zuerst auf das Abschlussticket schreiben und anschließend mit einer anderen Person aus der Klasse besprechen:

   1. Was verrät dir die Richtung der Kompassnadel über das Magnetfeld an dieser Stelle?
   2. Wie entstehen Polarlichter?