Auf den Spuren von Galileo Galilei Impressionen einer Profilfahrt in die Toskana Im September 2012 waren 18 Schülerinnen und Schüler vom Physik-Profilkurs.

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1 Auf den Spuren von Galileo Galilei Impressionen einer Profilfahrt in die Toskana
Im September 2012 waren 18 Schülerinnen und Schüler vom Physik-Profilkurs mit ihren Lehrern für eine Woche in der Toskana unterwegs und besuchten Florenz, Pisa und Viaregggio.

2 Zu Besuch im museo galileo
Im Museo Galileo werden die einzigen von Galileo entworfenen und hergestellten Instrumente, die heute noch erhalten sind, aufbewahrt (darunter sind von besonderer Bedeutung die beiden Fernrohre und die Objektivlinse des Teleskops, mit dem der aus Pisa stammende Wissenschaftler die Jupitermonde entdeckte), dazu kommen die kostbaren wissenschaftlichen Sammlungen der Medici und der Lothringer.

3 Der Wechsel des Weltbilds
Das Museum dokumentiert wunderschöne Modelle des Kosmos, bei denen die Erde als unbewegtes Zentrum angesehen wurde. theatrum mundi-16. Jh.

4 Der Mensch verliert seine zentrale Stellung im Universum
The summer of 1609 marks the beginning of the revolutionary telescopic exploration of the skies that led to the sensational discoveries of Galileo Galilei (1564 – 1642): the surface of the Moon appeared grooved by mountains and valleys like those of the Earth; the constellations displayed a multitude of stars invisible to the naked eye; Jupiter was surrounded by satellites (called the Medicean Stars by Galileo); Venus showed cyclic phases like the Moon; the Sun’s surface was marred by dark spots; Saturn bulged strangely at the sides. These astronomical discoveries heralded a revolution destined to demolish an image of the universe that had lasted for two thousand years. The profound shock of that revolution, undermining faith in man’s privileged position in the universe, aroused violent antagonism that was to claim Galileo himself as victim.

5 Die Entdeckung der Jupitermonde ein Abbild des kopernikanischen Weltbilds
Das Video zum „Jovilabe“ startet nur, wenn man die Präsentation vorher auf dem eigenen Rechner gespeichert hat. Die deutschsprachige Bearbeitung vom Video des museo galileo stammt von Schülern des Physikprofils 2010.

6 Galileis Experimente zu beschleunigten Bewegungen
Abweichend von den zu seiner Zeit üblichen aristotelischen Vorstellungen konnte Galilei experimentell zeigen, dass bei beschleunigten Bewegungen im freien Fall oder auf einer schiefen Ebene die in gleichen Zeitabschnitten zurückgelegten Streckenabschnitte im Verhältnis der ungeraden Zahlen zueinander stehen, was heute als Bewegungsgleichung s = ½ at² wiederzufinden ist. 1 =1 1+3 = 4 1+3+5 = 9 = 16 = 25…

7 Die Flugbahn beim Wurf ist eine Parabel
Galilei beschäftigte sich auch mit der Flugbahn von Wurfgeschossen. Dabei erkannte er, dass diese Bahnen sich als Parabeln berechnen lassen. Das Modell im museo galilei demonstriert dies anschaulich.

8 Alle Körper fallen gleich schnell
Zu Galileis Lebzeiten war man von der aristotelischen Vorstellung überzeugt, dass schwere Körper schneller fallen als leichte. Galilei soll mit einem Helfer am schiefen Turm von Pisa den experimentellen Nachweis erbracht haben, dass die Fallzeit von leichten und schweren Gegenständen sich nur wenig unterscheidet.

9 Isochronismus bei Pendelbewegungen
An diesem Leuchter im Dom zu Pisa soll Galileo aufgefallen sein, dass er immer mit derselben Periodendauer pendelt, egal wie groß die Amplitude ist. Dieses Prinzip hat er als Taktgeber für seine Experimente zu Bewegungen ausgenutzt. Später wurden daraus die Pendeluhren entwickelt, ein großer Fortschritt bzgl. der Präzision von Uhren.

10 Das Leben des Galilei In Santa Croce in Florenz befindet
sich das Grab von Galilei Galileo In diesem Haus erblickte Galileo Galilei im Jahre 1564 in Pisa das Licht der Welt Das Wohnhaus von Galilei in Pisa

11 Besuch im „Giardino di Archimede“ – eine Ausstellung zur Mathematik
Eine Abteilung der Ausstellung ist der Entdeckung oder Wiedererkennung von mehr oder weniger bekannten Aspekten des Gesetzes von Pythagoras gewidmet.

12 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ – Der Satz von Pythagoras
Der Satz von Pythagoras gilt nicht nur für Quadrate.

13 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ – die Möndchen (Lunulae) von Hippokrates
Die Summe der Flächen beider Möndchen stimmt mit der Fläche des rechtwinkligen Dreiecks exakt überein.

14 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ – die Quadratur des Kreises?
Eine Hälfte des rechtwinkligen Dreiecks und ein „Möndchen“ haben gleich große Flächen. Dass sich daraus keine Möglichkeit zur Quadratur des Kreises konstruieren lässt, konnte erst sehr viel später nachgewiesen werden. Die Gleichheit der Flächeninhalte lässt sich auch im Experiment bestätigen.

15 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ – die Maschinen des Galileo Galilei
Nach Galilei besteht die Funktion von Maschinen darin, die Natur zu unterstützen. Die Ausstellung zeigt Apparate, die Galilei studiert und in seinem Unterricht gelehrt hat: Hebel, Winden, Rollen und Flaschenzug, schiefe Ebene, Gewinde und eine archimedesche Schraube.

16 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ – das Hebelgesetz
An einem Stellrad lässt sich der Drehpunkt dieser Wippe so verschieben, dass ein Gleichgewicht zwischen beiden Personen besteht, auch wenn sie unterschiedlich schwer sind.

17 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ – römische Schnellwaage
Durch Verschieben des kleinen Gegengewichts lässt sich an einer Skala das Gewicht der Last ablesen.

18 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ – Flaschenzug und archimedesche Schraube

19 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ – Kaninchen und Fibonacci-Zahlen
Jemand schloss ein Kaninchenpaar in einen vollständig mit Wänden abgeschlossenen Raum, um herauszufinden, wie viele Kaninchenpaare in einem Jahr von diesem einen Paar abstammen. Von Natur aus zeugt jedes Kaninchenpaar ein weiteres Paar pro Monat. Dieses wiederum beginnt vom zweiten Lebensmonat an, sich fortzupflanzen. Wie viele Kaninchenpaare stammen in einem Jahr von einem einzigen Paar ab? Fibonacci-Zahlen: 1 1 1 1 2 2 3 3 5 5 8 8 13 13 21 21 34 34 55 55 89 89 144 …

20 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ –Fibonacci-Zahlen in der Natur
Die Kantenlängen der Quadrate bilden eine Fibonacci-Folge: Die Fibonacci-Spirale findet sich in der Natur vielfach wieder.

21 zu Besuch im „Giardino di Archimede“ –Fibonacci-Zahlen und der Goldene Schnitt
Eine unerwartete Eigenschaft der Fibonacci-Zahlen ist, dass - je länger man die Folge fortsetzt - das Verhältnis zwischen einer Zahl dieser Folge und der vorhergehenden sich immer mehr der irrationalen Zahl = 1, annähert. Dieses Verhältnis wird die „Göttliche Proportion" und später „Goldener Schnitt" oder „Goldene Zahl“ genannt. Der Turm des Palazzo Vecchio in Florenz teilt dessen Breite im Verhältnis des Goldenen Schnitts.

22 Ausflug nach Pisa auf der Piazza dei Miracoli
Duomo Santa Maria Assunta Torre pendente

23 Viareggio – zum Abschluss noch ins Mittelmeer