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Günter Dietmar Roth (Hrsg.)

Handbuchfür SternfreundeWegweiser für die praktischeastronomische Arbeit

Band 1: Technik und Theorie

Unter Mitwirkung von Wilhelm J. Altenhoff,Hilmar W. Duerbeck, Reinhold Hafner,Wulff-Dieter Heintz, Martin Hoffmann, Bernd Koch,Harald Nicklas, Felix Schmeidler, Norbert Sommer,Herwin G. Ziegler

Vierte, überarbeitete und erweiterte Auflage

Mit 154 Abbildungen und 44 Tabellen

Springer-Verlag Berlin Heidelberg New YorkLondon Paris Tokyo HongKong

Inhaltsverzeichnis Band 1

1 Einführung in die astronomische Literatur undNomenklatur. Von W. D. Heintz 1

1.1 Astronomie und der Sternfreund 11.2 Die astronomische Bibliothek 21.3 Kataloge und Karten 41.4 Jahrbücher 61.5 Verwertung von Beobachtungen 7

2 Die optischen Teleskope und ihre Zusatzinstrumente.Von H. Nicklas 9

2.1 Einleitung 92.2 Grundzüge des Optik-Rechnens 102.2.1 Vorzeichenkonvention und Strahldurchrechnung . . . 102.2.2 Die Kardinalpunkte eines Systems 122.2.3 Die Strahlenbegrenzung 142.3 Abbildungsfehler 162.3.1 Seideische Summen 162.3.2 Primäre Abbildungsfehler 202.3.3 Chromatische Abbildungsfehler 252.4 Optische Prüfmethoden 282.4.1 Herstellung optischer Flächen 282.4.2 Brennweitenbestimmung 302.4.3 Hartmann-Test 332.4.4 Foucaults Schneidentest 342.4.5 Interferometrische Tests 362.5 Teleskop-Systeme 372.5.1 Refraktionsoptiken 372.5.2 Newton-Reflektor 402.5.3 Cassegrain-Teleskop 422.5.4 Ritchey-Chretien-System 452.5.5 Schiefspiegier 462.5.6 Schmidt-Kamera 482.5.7 Schmidt-Cassegrain-Systeme 502.5.8 Maksutow-Systeme 522.5.9 Sonnenbeobachtungsinstrumente 532.6 Die Teleskopleistungen 562.6.1 Auflösungsvermögen 56

XII Inhaltsverzeichnis Band 1

2.6.2 Vergrößerung und Gesichtsfeld 602.6.3 Bildhelligkeit und Grenzgröße 622.7 Zusatzinstrumente 672.7.1 Zur Einführung 672.7.2 Okulare 672.7.3 Barlowlinse 712.7.4 Teleskoptubus und Taukappe 722.7.5 Sucher und Leitteleskop 742.7.6 Okularmikrometer 742.7.7 Photometer 752.7.8 Spektrograph und Spektroskop 762.7.9 Sonnenprojektionsschirm 782.7.10 Uhr 782.8 Visuelle Beobachtung 802.8.1 Das Auge 802.8.2 Der Feldstecher 812.9 Photoplatte und photo-elektrische Detektoren . . . . 842.9.1 Photographische Astroaufnahmen und deren

Reichweite 842.9.2 Photomultiplier 862.9.3 CCD - Charge Coupled Device 872.10 Bezugsquellen von Teleskopen und Zusatzinstrumenten 882.11 Literatur 88

3 Teleskopmontierungen und ihre elektrischenEinrichtungen. Von H. G. Ziegler 91

3.1 Einleitung 913.2 Typen und Grundausführungen der

Teleskopmontierungen 923.3 Allgemeine Konstruktionsgrundlagen 1003.3.1 Rahmenbedingungen und das

Konstruktionspflichtenheft 1003.3.2 Statische, kinetische und kinematische Basiskriterien

der Teleskopmontierungen 1003.4 Statische Grundlagen der Teleskopmontierungen . . .1023.4.1 Steifigkeit als statische Kenngröße der

Teleskopmontierungen 1023.4.2 Steifigkeit als Konstruktionsgröße 1043.4.3 Elastizitätsmodul 1073.5 Die Achsen und ihre Lager 1093.5.1 Lagersteifigkeit 1093.5.2 Belastungsverhältnisse an der Deklinationsachse . . .1123.5.3 Gleitlager 1133.5.4 Wälzlager 1163.5.5 Steifigkeit von Wälzlagern 1173.5.6 Steifigkeit und Lagerabstand 1173.6 Fundament und Standsicherheit 118

Inhaltsverzeichnis Band 1 XIII

3.7 Verbindungselemente 1203.8 Messung der Steifigkeit 1213.9 Teleskopschwingungen 1223.9.1 Grundlagen mechanischer Schwingungen 1223.9.2 Die Montierung als Schwingerkette und

„mechanischer Tiefpaß" 1233.10 Kinematische Aspekte der Teleskopmontierungen . . .1263.10.1 Allgemeine Kriterien und Instrumentenfehler 1263.10.2 Aspekte der Herstellungsgenauigkeit mechanischer Teile 1283.11 Triebe in Rektaszension und Deklination 1293.11.1 Allgemeine Aspekte 1293.11.2 Mechanik der Triebe 1313.11.3 Antriebsmotoren 1333.11.4 Steuerelektronik von Teleskoptrieben 1373.11.5 Steuerelektronik für Synchronmotor-Nachführtriebe. . 1373.11.6 Steuerelektronik für Schrittmotor-Triebe 1413.11.7 Schaltungselemente des Mikroschrittbetriebes 1423.11.8 Steuerelektronik für Gleichstromtriebe 1463.12 Lichtelektrische Nachführsysteme 1483.13 Justierelemente und das Ausrichten des Instruments

auf den Himmelspol 1543.13.1 Justierelemente 1543.13.2 Das Ausrichten des Achssystems nach der Methode

von Scheiner 1553.14 Teilkreise und ihre Justierung 1563.14.1 Teilkreise 1563.14.2 Justieren der Teilkreise 1573.14.3 Digitale Positionsanzeigen 1573.15 Allgemeine elektrische Einrichtungen 1593.15.1 Stromquellen und Sicherheitsaspekte 1593.15.2 Batterien, Eigenschaften und Gefahrenquellen . . . .1613.15.3 Speisegeräte für elektronische Schaltungen 1623.15.4 Beleuchtungseinrichtungen 1643.15.5 Die Taukappe und ihre Heizung 1663.16 Hinweise zu Literatur und Literaturverzeichnis . . . .1683.17 Literaturverzeichnis 168

4 Astrophotographie. Von B. Koch und N. Sommer . . .1734.1 Einleitung 1734.2 Kameras und Objektive 1734.2.1 Kleinbild-Spiegelreflexkameras 1734.2.2 Mittel- und Großformatkameras 1744.2.3 Sonstige Kameras 1754.2.4 Refraktoren 1754.2.5 Reflektoren 1764.2.6 Spezielle astrophotographische Optiken 1764.2.7 Video, Bildverstärker, CCDs 177

XIV Inhaltsverzeichnis Band 1

4.3 Allgemeine Gesichtspunkte 1774.3.1 Fokussierung 1774.3.2 Veränderung der primären Brennweite 1804.3.3 Nachführungskontrolle 1814.3.4 Polachsenjustierung 1854.3.5 Sonstiges 1864.4 Nicht nachgeführte Kamera 1874.4.1 Strichspuraufnahmen, Sternbilder,

Planeten-Konjunktionen 1874.4.2 Atmosphärische Phänomene 1894.4.3 Meteore 1894.4.4 Finsternisse 1904.4.5 Satelliten 1914.5 Nachgeführte Kamera 1924.5.1 Brennweitenbereich b i s / « 500 mm 1924.5.2 Mondhalos 1924.5.3 Planetenmonde 1934.5.4 Kometen und Planetoiden 1934.5.5 Finsternisse 1954.5.6 Deep-Sky 1954.5.7 Spektrographie 1974.5.8 ZodiakaWicht und Gegenschein 1994.6 Langbrennweitige Astrophotographie 2004.6.1 Gerätetechnische Voraussetzungen 2004.6.2 Mond, Sonne, Planeten 2014.6.3 Planetenmonde 2034.6.4 Kometen 2034.6.5 Deep-Sky 2034.7 Filme in der Astrophotographie 2044.7.1 Filmformate 2044.7.2 Aufbau des Films und Entstehung des latenten Bildes . 2044.7.3 Schwärzungskurve 2064.7.4 Filmempfindlichkeit 2084.7.5 Film/Filterkombinationen 2104.7.6 Schwarzschildeffekt 2134.7.7 Auflösungsvermögen 2154.7.8 Empfohlene Filme 2164.7.9 Haltbarkeit photographischer Emulsionen 2164.7.10 Filmentwicklung 2174.7.11 Empfindlichkeitssteigerung von Filmmaterial 2194.8 Photolabortechniken 2274.8.1 Photolaborausstattung 2274.8.2 Schwarzweißphotopapier 2284.8.3 Farbverarbeitung 2304.8.4 Bildsteuerung 2304.9 Photographische Grenzgröße 2354.9.1 Abgebildete photographische Grenzgröße m 235

Inhaltsverzeichnis Band 1 XV

4.9.2 Maximale photographische Grenzgröße mgr 2354.9.3 Maximale Belichtungszeit tmax 2374.9.4 Helligkeitssequenz zur Bestimmung der Grenzgröße . . 2374.10 Literatur 240

5 Radioastronomie für Amateurastronomen.Von W. J. Altenhoff 245

5.1 Einleitung 2455.2 Die Radiostrahlung 2475.2.1 Thermische Strahlung 2495.2.2 Nichtthermische Strahlung 2515.3 Einfluß der Atmosphäre 2525.3.1 Ionosphäre 2525.3.2 Troposphäre 2535.3.3 Interferenzen - geschützte Frequenzen 2545.4 Instrumente 2565.4.1 Antennen 2565.4.2 Empfänger 2585.4.3 Rechner 2615.5 Beobachtungsobjekte 2635.5.1 Kontinuum 2635.5.2 Linien 2705.6 Erprobte Beobachtungssysteme 2715.6.1 Sonnenflare-Monitor 2725.6.2 Jupiterbursts 2725.6.3 Modellinterferometer 2735.6.4 FM- und Fernsehempfänger 2735.6.5 Satellitenempfänger 2745.6.6 Wertung und Alternativen 2745.7 Anschriften von Amateurradioastronomiegruppen. . .2755.8 Literatur 275

6 Sonnenuhren. Von F. Schmeidler 2776.1 Einleitung 2776.2 Die Äquinoktialuhr 2786.3 Horizontale Uhren und vertikale Ost-West-Uhren. . . 2786.3.1 Berechnung 2786.3.2 Konstruktion durch Zeichnung 2806.4 Die abweichende Vertikaluhr 2826.4.1 Bestimmung der Wandrichtung 2826.4.2 Berechnung des Zifferblatts für die Wand 2836.4.3 Übertragung des berechneten Zifferblatts auf die Wand 2846.4.4 Einsetzung des Stabs . 2856.5 Einrichtungen für höhere Genauigkeit 2876.5.1 Berücksichtigung der geographischen Länge 2876.5.2 Berücksichtigung der Zeitgleichung 2876.6 Literatur 289

XVI Inhaltsverzeichnis Band 1

7 Grundbegriffe der sphärischen Astronomie.Von F. Schmeidler 291

7.1 Einleitung 2917.2 Die Koordinaten 2917.2.1 Geographische Koordinaten 2927.2.2 Das Koordinatensystem des Horizonts 2937.2.3 Das System des Äquators, Frühlingspunkt und

Sternzeit 2957.2.4 Umwandlung der Horizontkoordinaten in

Äquatorkoordinaten und umgekehrt 2967.2.5 Andere Koordinatensysteme 2977.3 Die Zeit und die Erscheinungen der täglichen

Bewegung 2997.3.1 Wahre und mittlere Sonnenzeit 2997.3.2 Die Sternzeit und ihre Beziehung zur mittleren Zeit . . 3017.3.3 Besondere Erscheinungen der täglichen Bewegung. . . 3027.4 Die Veränderungen der Koordinaten 3037.4.1 Eigenbewegung 3037.4.2 Präzession und Nutation 3047.4.3 Aberration 3057.4.4 Parallaxe und Refraktion 3067.4.5 Die Reduktion vom mittleren auf den scheinbaren Ort. 3077.5 Kalenderprobleme und Zonenzeiten 3087.5.1 Der Kalender und die Zählung der Jahre 3087.5.2 Länge und Beginn des Jahres 3097.5.3 Das julianische Datum und der Beginn des mittleren

Tages 3117.5.4 Zonenzeiten und Datumsgrenze 3117.6 Veränderungen des Zeitmaßes 3127.6.1 Verschiedene Arten von Veränderungen der Tageslänge 3127.6.2 Astronomische Auswirkungen der Veränderungen der

Erdrotation 3137.7 Sphärische Trigonometrie 3157.7.1 Grundformeln 3157.7.2 Abgeleitete Formeln 3157.7.3 Das rechtwinklige sphärische Dreieck 3177.8 Literatur 317

8 Mathematik für Amateurastronomen.Von F. Schmeidler 319

8.1 Grundsätzliche Bemerkungen zu astronomischenRechnungen 319

8.2 Fehlertheorie 3208.2.1 Ausgleichung direkter Beobachtungen 3218.2.2 Ausgleichung vermittelnder Beobachtungen 3228.3 Interpolation und numerische Infinitesimalrechnung. . 3268.4 Photographische Astrometrie 329

Inhaltsverzeichnis Band 1 XVII

8.5 Bestimmung des Ortes und der Helligkeit von Planetenund der planetographischen Koordinaten 331

8.6 Die Reduktion von Sternbedeckungen 3368.7 Literatur 337

9 Grundlagen der Spektralanalyse. Von R. Hafner. . . . 3399.1 Zur Einführung 3399.2 Theorie der Spektren 3399.2.1 Die Strahlungsgesetze 3399.2.2 Das Linienspektrum 3419.2.3 Anregung und Ionisation 3449.3 Die Objekte 3459.3.1 Sterne 3459.3.2 Die Sonne 3509.3.3 Planeten und Monde 3519.3.4 Kometen 3519.3.5 Meteore 3529.4 Die Instrumente 3529.4.1 Die Mittel der spektralen Zerlegung 3529.4.2 Die Anordnung im Spektralapparat 3569.4.3 Strahlungsempfänger 3599.4.4 Bauvorschläge, Betriebshinweise und Hilfsgeräte . . . 3599.5 Die Analyse 3679.5.1 Klassifizierung 3679.5.2 Linienänderungen 3689.5.3 Radialgeschwindigkeiten 3689.5.4 Farbtemperaturen 3699.5.5 Äquivalentbreiten und Linienprofile 3709.6 Literatur 372

10 Grundlagen der Photometrie.Von H. W. Duerbeck und M. Hoffmann 373

10.1 Einführung 37310.1.1 Allgemeiner und historischer Überblick 37310.1.2 Meßgrößen der Helligkeit 37410.1.3 Die Empfänger 37610.2 Grenzen und Fehler photometrischer Messungen . . .38110.3 Astronomische Farbsysteme 38310.4 Die Technik und Planung von Beobachtungen . . . . 38810.4.1 Punktphotometrie - Flächenphotometrie 38810.4.2 Visuelle Photometrie: Differentielle Beobachtung . . .38810.4.3 Lichtelektrische Photometrie: Differentielle

Beobachtung 39210.4.4 Absolute lichtelektrische Photometrie 39310.4.5 Bedeckungsphotometrie 39310.4.6 Visuelle, photographische und elektronische

Flächenphotometrie 396

XVIII Inhaltsverzeichnis Band 1

10.5 Reduktionsmethoden 39610.5.1 Allgemeine Reduktion photometrischer Messungen . . 39610.5.2 Allgemeine Reduktion photographischer Messungen. . 39910.5.3 Allgemeine Reduktion digitaler Bilder

(unter Mitarbeit von V. Gericke und M. N o l t e ) . . . . 40010.5.4 Die Reduktion der Zeit: heliozentrische Korrektur . . 40210.5.5 Minimumszeit- und Periodenbestimmung 40510.6 Prinzipielles zur Photometrie verschiedener

astronomischer Objekte 40910.6.1 Photometrie von Objekten des Sonnensystems . . . . 40910.6.2 Sternphotometrie 41810.6.3 Flächenphotometrie 42210.7 Bau oder Erwerb von Empfängern und

Auswertegeräten 42210.7.1 Hinweise zum Erwerb von Photometern 42310.7.2 Hinweise zum Bau von Photometern 42510.8 Literatur 429

11 Die irdische Atmosphäre und ihre Wirkung.Von F. Schmeidler 433

11.1 Allgemeine Bemerkungen über die Erdatmosphäre . .43311.2 Wetterabhängige Erscheinungen 43311.2.1 Die Beurteilung der Wetterlage 43311.2.2 Luftunruhe und Szintillation 43711.2.3 Halos, Regenbögen und ähnliche Erscheinungen . . . 43811.3 Stets vorhandene Erscheinungen 44011.3.1 Die Refraktion 44011.3.2 Die Extinktion 44111.3.3 Die Dämmerung 44311.3.4 Die Helligkeit des Nachthimmels 44511.3.5 Die Polarisation des Himmelslichts 44511.3.6 Die scheinbare Form des Himmelsgewölbes 44611.4 Die Auswahl des Standorts für astronomische

Beobachtungen 44711.5 Literatur 448

12 Geschichte der modernen Astronomie. Von G. D. Roth . 44912.1 Einführung 44912.2 Das heliozentrische Weltbild 44912.3 Weiterentwicklung der Bewegungslehre 45012.4 Katalogisierung des Sternhimmels 45112.5 Astrophysik 45312.5.1 Sternphotometrie 45312.5.2 Spektroskopie der Sonne und der Sterne 45312.5.3 Himmelsphotographie 45412.5.4 Großteleskope 45412.6 Sternentwicklung und Sternsysteme 455

Inhaltsverzeichnis Band 1 XIX

12.6.1 Sternentwicklung 45512.6.2 Sternsysteme 45512.7 Astronomie aller Wellenlängen 45612.8 Praktische Astronomiegeschichte 45712.8.1 Aufgabenstellung. 45712.8.2 Quellen 45712.8.3 Die Bearbeitung 45812.9 Literatur 459

13 Allgemeines Literaturverzeichnis 46113.1 Bibliographie über alle Gebiete der Astronomie . . .46113.2 Biographie und Geschichte 46113.3 Populäre Gesamtdarstellungen und Nachschlagewerke . 46413.4 Wissenschaftliche Einführungen und

Nachschlagewerke 46613.5 Radioastronomie 46813.6 Ratgeber für den Beobachter 46913.7 Instrumentenkunde und Beobachtungsverfahren . . . 47013.8 Sonnenuhren 47413.9 Rechnende Astronomie 47413.10 Verwandte Wissenschaften (Mathematik, Meterologie,

Physik) 47513.11 Objekte der Beobachtung in Einzeldarstellungen . . . 47713.12 Sternkarten, Zeitschriften und Jahrbücher 48613.13 Astronomische Lehrmittel 490

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Günter Dietmar Roth (Hrsg.)

Handbuchfür SternfreundeWegweiser für die praktischeastronomische Arbeit

Band 2: Beobachtung und Praxis

Unter Mitwirkung von Rainer Beck, Horst Drechsel,Johannes V. Feitzinger, Reinhold Hafner,Hermann Haupt, Wulff-Dieter Heintz, Tibor J. Herczeg,Adolph Kunert, Christoph Leinert, Thomas Neckel,Winfried Petri, Felix Schmeidler

Vierte, überarbeitete und erweiterte Auflage

Mit 311 Abbildungen, 34 Tabellen im Text und41 Tabellen im Anhang

Springer-Verlag Berlin Heidelberg New YorkLondon Paris Tokyo HongKong

Inhaltsverzeichnis Band 2

i

1 Die Sonne. Von R. Beck, V. Gericke, H. Hilbrecht,C. H. Jahn, E. Junker, K. Reinsch, P. Völker 1

1.1 Einleitung 11.2 Die Beobachtung der Sonne 11.2.1 Wahl des Beobachtungsortes 11.2.2 Beobachtungsbedingungen 41.2.3 Protokollführung 61.3 Sonnenflecken 61.3.1 Entwicklung und Klassifikation von Sonnenflecken . . 61.3.2 Lichtbrücken 141.3.3 Wilson-Effekt 151.3.4 Maßzahlen der Fleckenaktivität 161.3.5 Fleckenzyklen 221.4 Photosphärische Fackeln 261.4.1 Struktur und Erscheinungsbild 261.4.2 Klassifikation 271.4.3 Maßzahlen der Fackelaktivität 291.4.4 Polfackeln 311.5 Chromosphärische Fackeln 321.6 Pro tuberanzen und Filamente 331.6.1 Einleitung 331.6.2 Protuberanzen und Filamente 361.6.3 Klassifizierung und Typisierung 361.6.4 Protokollführung 371.6.5 Protuberanzenrelativzahl und Protuberanzenprofilfläche 391.6.6 Langzeitbeobachtungsprogramme 411.6.7 Kurzzeitbeobachtungsprogramme 421.7 Flares 461.7.1 Einleitung 461.7.2 Klassifizierung 481.7.3 Protokollführung 481.7.4 Langzeitbeobachtungsprogramme 491.7.5 Kurzzeitbeobachtungsprogramme 491.8 Sonstige Phänomene der Chromosphäre 521.9 Positionsbestimmung solarer Erscheinungen 531.9.1 Ziele der Positionsbestimmung 531.9.2 Heliographische Koordinaten 60

XII Inhaltsverzeichnis Band 2

1.9.3 Methoden zur Positionsbestimmung 631.9.4 Berechnung der heliographischen Positionen 651.10 Sonnenphotographie 701.10.1 Einleitung 701.10.2 Das geeignete Beobachtungsinstrument 711.10.3 Die Möglichkeiten der Lichtdämpfung 721.10.4 Welche Kamera ist geeignet? 741.10.5 Anmerkungen zum Filmmaterial 761.10.6 Weißlichtphotographie 761.10.7 Photographie in engen Spektralbereichen 791.10.8 Doppelbelichtungen als Hilfsmittel zur

Positionsbestimmung 821.10.9 Beobachtungsprogramme 821.11 Schlußbemerkung 831.12 Literatur 83

2 Beobachtung totaler Sonnenfinsternisse. Von W. Petri. . 872.1 Photographie der Sonnenkorona 872.1.1 Das Korona-Kontinuum 872.1.2 Die Korona-Struktur 872.1.3 Auswertung 882.1.4 Fernrohraufnahmen 882.1.5 Belichtungszeiten 892.1.6 Amateuraufnahmen 892.2 Astronomische Rahmenprogramme 902.2.1 Die Chromosphäre 902.2.2 Kontaktzeiten 902.2.3 Die partielle Phase 902.2.4 Das Sternfeld 912.3 Terrestrische Rahmenprogramme 912.3.1 Helligkeit und Farbe des Himmels 912.3.2 Fliegende Schatten 912.3.3 Meteorologische Beobachtungen 922.3.4 Biologische Beobachtungen 932.3.5 Die Ionosphäre 932.4 Stationspraxis 932.4.1 Programmplanung 932.4.2 Platzwahl 942.4.3 Zubehör 942.5 Literatur 94

3 Der Mond. Von G. D. Roth 953.1 Aufgaben und Sinn der Mondbeobachtung 953.1.1 Übungsobjekt für den Beobachter 953.1.2 Beobachtungsaufgaben 953.2 Sichtbarkeitsbedingungen 1013.2.1, Die Mondphasen 103

Inhaltsverzeichnis Band 2 XIII

3.2.2 Die Lichtgrenze 1033.2.3 Die Libration 1053.2.4 Das Gradnetz für Mondkarten 1073.3 Die Mondformationen 1103.3.1 Maria 1103.3.2 Formationen der Terrae (Hochländer) 1113.3.3 Zur Geschichte der Nomenklatur 1133.4 Die optische Beobachtung 1143.4.1 Die visuelle Beobachtung 1143.4.2 Die photographische Beobachtung 1203.4.3 Die lichtelektrische Beobachtung 1263.5 Literatur 129

4 Mondfinsternisse. Von H. Haupt 1314.1 Einleitung 1314.2 Entstehung und Häufigkeit der Mondfinsternisse . . .1324.2.1 Prinzipien 1324.2.2 Historische Erfahrungen: Saroszyklus 1344.2.3 Canones: Statistik der Finsternisse 1354.3 Theorie und Vorausberechnung der Mondfinsternisse . 1374.3.1 Geometrische Theorie der Mondfinsternisse 1374.3.2 Photometrische Theorie der Mondfinsternisse . . . . 1384.3.3 Vorausberechnung der Mondfinsternisse 1404.4 Vergrößerung des Erdschattens 1454.4.1 Allgemeine Betrachungen 1454.4.2 Bestimmung der Schattenvergrößerung durch

Beobachtungen der Kraterantritte 1454.4.3 Reduktion der Messungen zur Bestimmung der

Schatten Vergrößerung 1464.5 Photometrie von Mondfinsternissen 1484.5.1 Prinzipien 1484.5.2 Gesamtphotometrie 1494.5.3 Detailphotometrie einzelner Mondformationen . . . .1544.5.4 Photographische Aufnahmen des verfinsterten Mondes 1554.6 Wissenschaftliche Folgerungen aus astrometrischen

und photometrischen Resultaten 1564.6.1 Die Wolkensituation am Terminator 1574.6.2 Vulkanausbrüche und Meteorstaub 1574.6.3 Die Ozonfrage 1584.6.4 Der Sonneneinfluß: Lumineszenz am Mond 1584.7 Literatur 159

5 Sternbedeckungen durch den Mond. Von W. D. Heintz . 1615.1 Der Mond als astronomische Uhr 1615.2 Vorausberechnungen 1635.3 Die Beobachtung der Kontaktzeiten 1645.4 Streifende Bedeckungen 168

XIV Inhaltsverzeichnis Band 2

5.5 Bedeckungen von Planeten 1695.6 Photoelektrische Registrierung 1695.7 Literatur 171

6 Künstliche Erdsatelliten. Von W. Petri 1736.1 Wesen und Zweck der Satelliten 1736.1.1 Der Satellit als Himmelskörper 1736.1.2 Der Satellit als Sonde und Raumschiff 1746.2 Sichtbarkeitsbedingungen 1746.2.1 Der Satellit als beleuchtete Kugel 1746.2.2 Berechnung des Phasenwinkels 1756.2.3 Lage des Erdschattens 1766.2.4 Zenitdistanz und Entfernung 1776.2.5 Scheinbare Winkelgeschwindigkeit 1796.3 Optische Beobachtungen 1796.3.1 Überwachungsinstrumente 1796.3.2 Visuelle Spezialinstrumente 1806.3.3 Festlegung der scheinbaren Bahn 1816.3.4 Photographische Aufnahmen 1826.3.5 Rotationslichtwechsel 1826.3.6 Farbänderungen 1836.4 Zeitdienst 1846.4.1 Zeitsignale 1846.4.2 Zeitregistrierung 1846.4.3 Zeitliche Markierung der photographischen Spur . . .1856.5 Funkbeobachtungen 1866.5.1 Satellitensender und Ionosphäre 1866.5.2 Empfangsgerät 1866.5.3 Allgemeine Messungen 1876.5.4 DerDoppler-Effekt. 1876.6 Elementare Bahnrechnung 1886.6.1 Kreisbahngeschwindigkeit 1886.6.2 Bahnneigung 1896.6.3 Knotenlänge 1906.6.4 Knotenwanderung 1906.6.5 Geographische Ephemeriden 1906.7 Elliptische Bahnen 1916.7.1 Exzentrizität und Flughöhe 1916.7.2 Perigäumsdrehung 1916.7.3 Große Halbachse 1926.7.4 Einfluß des Luftwiderstands 1926.8 Literatur 192

7 Die Beobachtung der Planeten. Von G. D. Roth . . . . 1957.1 Aufgabe und Sinn der Planetenbeobachtung 1957.1.1 Der Amateur und die Planetenbeobachtung 1957.1.2 Aufgaben der Beobachtung 1957.2 Das Instrumentarium für die Beobachtung 197

Inhaltsverzeichnis Band 2 XV

7.2.1 Das Fernrohr 1977.2.2 Zusatzgeräte . 1997.3 Sichtbarkeit der Planeten 1997.3.1 Scheinbarer Durchmesser, Phase, Abplattung 1997.3.2 Atmosphärische Bedingungen und Umwelteinflüsse . . 2017.3.3 Persönliche Qualifikation 2027.4 Die Darstellung von Planetenbeobachtungen 2037.4.1 Zeichnungen 2037.4.2 Photos 2067.4.3 Karten und Planisphären 2077.5 Die Planeten 2087.5.1 Merkur 2087.5.2 Venus 2107.5.3 Mars 2187.5.4 Kleine Planeten (Planetoiden) 2287.5.5 Jupiter 2357.5.6 Saturn 2507.5.7 Uranus 2557.5.8 Neptun 2587.5.9 Pluto 2587.6 Literatur 259

8 Die Kometen. Von R. Hafner 2638.1 Ihre Natur 2638.2 Die Suche 2678.3 Die Ortsbestimmung 2708.3.1 Visuell 2708.3.2 Photographisch 2728.4 Strukturuntersuchungen 2748.4.1 Visuell 2748.4.2 Photographisch 2768.5 Spezielle Techniken 2798.5.1 Photometrie 2798.5.2 Polarimetrie 2818.5.3 Spektroskopie 2828.6 Literatur 284

9 Sternschnuppen und Feuerkugeln. Von F. Schmeidler . .2879.1 Allgemeines über Meteore 2879.2 Die Methoden der Beobachtung von Meteoren . . . .2889.2.1 Die visuelle Beobachtung 2889.2.2 Die photographische Beobachtung 2899.2.3 Die radioastronomische Beobachtung 2909.2.4 Die fernsehtechnische Beobachtung 2909.3 Spezielle Beobachtungsprobleme 2919.3.1 Sternschnuppen 2919.3.2 Feuerkugeln 293

XVI Inhaltsverzeichnis Band 2

9.4 Bahnbestimmung von Meteoren 2949.4.1 Die Bahn in der Atmosphäre 2959.4.2 Die Bahn im Raum 2969.5 Literatur 297

10 Leuchtende Nachtwolken, Polarlichter, Zodiakallicht.Von Ch. Leinert 299

10.1 Leuchtende Nachtwolken 29910.1.1 Frühe Beobachtungen 29910.1.2 Charakteristische Eigenschaften 30110.1.3 Typeneinteilung 30210.1.4 Sichtbarkeit 30210.1.5 Entstehung 30510.1.6 Größerer Zusammenhang 30710.1.7 Zukünftige Beobachtungen 30710.1.8 Zu den Literaturangaben 30810.2 Polarlicht 30810.2.1 Erklärung 30810.2.2 Erscheinungsformen 31110.2.3 Spektrum, Farbe und Helligkeit 31210.2.4 Beobachtbarkeit 31510.2.5 Polarlichtoval und Geometrie der Magnetosphäre. . . 31710.2.6 Entstehung 31810.2.7 Begleiterscheinungen 32110.2.8 Photographische Aufnahmen 32110.2.9 Zu den Literaturangaben 32210.3 Zodiakallicht 32210.3.1 Helligkeitsverteilung 32310.3.2 Räumliche Verteilung der interplanetaren Staubwolke . 32410.3.3 Eigenschaften der interplanetaren Staubteilchen . . . 32810.3.4 Lebensdauer 32910.3.5 Herkunft 33110.3.6 Überblick 33310.3.7 Zu den Literaturangaben 33310.4 Literatur 33410.4.1 Leuchtende Nachtwolken 33410.4.2 Polarlicht 33410.4.3 Zodiakallicht 334

11 Die Sterne. Von Th. Neckel 33711.1 Die Positionen der Sterne 33711.2 Helligkeiten und Farben der Sterne 33911.3 Trigonometrische Bestimmungen der Entfernungen

naher Sterne 34111.4 Absolute Helligkeiten und Entfernungsmodul . . . . 34311.5 Die Spektraltypen der Sterne 34411.6 Das Hertzsprung-Russell-Diagramm 34511.7 Die Leuchtkraftklassen 346

Inhaltsverzeichnis Band 2 XVII

11.8 Zwei-Farben-Diagramme 34711.9 Bolometrische Helligkeiten 34911.10 Die Durchmesser der Sterne 34911.11 Die Temperaturen der Sterne 35011.12 Die Massen der Sterne 35111.13 Energieerzeugung und Lebensdauer 35211.14 Die chemische Zusammensetzung der Sterne 35311.15 Die zeitliche Entwicklung der Sterne 35411.16 Literatur 356

12 Veränderliche Sterne. Von H. Drechsel, T. J. Herczeg . . 35712.1 Einleitung 35712.1.1 Die ersten Entdeckungen 35812.2 Nomenklatur und Klassifikation 35912.2.1 Nomenklatur 35912.2.2 Klassifikation 36012.3 Bedeckungsveränderliche 36212.3.1 Struktur enger Doppelsterne 36312.3.2 Klassifikation und Analyse von Lichtkurven 36712.3.3 Getrennte Systeme 36912.3.4 Ellipsoidische Veränderliche 37012.3.5 RS CVn-Systeme 37112.3.6 Halb-getrennte Systeme 37112.3.7 Kontaktsysteme 37312.4 Pulsationsveränderliche 37512.4.1 Die Physik der radialen Pulsationen 37612.4.2 Die Perioden-Leuchtkraft-Beziehung.

Cepheiden als Entfernungsindikatoren 38312.4.3 Perioden und Lichtkurven 38612.4.4 Nicht-radiale Pulsatoren 39312.4.5 Die Pulsationsveränderlichen in der Galaxis 39812.4.6 Halbregelmäßig und unregelmäßig Veränderliche Sterne 40312.5 Rotationsveränderliche 40612.5.1 Magnetische Veränderliche

(oc2 Canum Venaticorum-Sterne) 40612.5.2 Radiopulsare 40712.5.3 BY Dra-Sterne (Fleckensterne) 41012.6 Eruptive Veränderliche 41112.6.1 Supernovae 41112.6.2 Kataklysmische Veränderliche 42012.6.3 Röntgen-Doppelsterne 43812.6.4 Symbiotische Sterne 44112.6.5 Flare-Sterne 44312.7 Junge irreguläre Veränderliche . 44712.7.1 Orion-Veränderliche und RW Aurigae-Sterne 44712.7.2 T Tauri-Sterne 44812.7.3 Variable Be-Sterne 44912.8 Literatur 449

XVIII Inhaltsverzeichnis Band 2

13 Doppelsterne. Von W. D. Heintz 45313.1 Die visuellen Doppelsterne 45313.2 Mikrometer und visuelle Beobachtung 45613.3 Photographische und interferometrische

Beobachtung 45913.4 Bahnelemente und Ephemeriden 46113.5 Die photometrischen Doppelsterne 46313.6 Literatur 465

14 Die Milchstraße und ihre Objekte. Von Th. Neckel . . 46714.1 Das visuelle Erscheinungsbild der Milchstraße . . . . 46714.2 Der interstellare Staub und seine Auswirkung auf

Entfernungsbestimmungen in der Galaxis 47114.3 Die Objekte der Milchstraße: Überblick 47414.4 Kataloge und Atlanten galaktischer Nebel 47614.5 Die offenen Sternhaufen 47814.5.1 Klassifizierung der offenen Haufen 47914.5.2 Farben-Helligkeits-Diagramme und

Zwei-Farben-Diagramme 48014.5.3 Die Zugehörigkeit von Sternen zu offenen Haufen . . 48514.6 Die kugelförmigen Sternhaufen 48514.6.1 Die Farben-Helligkeits-Diagramme von Kugelhaufen . 48614.6.2 Die Bestimmung der Entfernungen von Kugelhaufen . 48814.7 HII-Regionen 48914.7.1 Die anregenden Sterne der HII-Regionen 48914.7.2 Die Spektren der HII-Regionen 49114.7.3 Die Radio-Kontinuums-Strahlung von HII-Regionen . 49214.7.4 Radio-Rekombinations-Linien von HII-Regionen . . . 49314.7.5 Die Infrarot-Strahlung von HII-Regionen 49314.7.6 Typische Strukturen in HII-Regionen 49414.7.7 Physikalische Parameter von HII-Regionen 49514.7.8 Die bekanntesten HII-Regionen 49514.8 Reflexionsnebel 49714.9 Die Hagenschen Wolken 50014.10 Supernova-Überreste 50214.11 Planetarische Nebel 50414.12 Molekül-und Dunkelwolken 50614.12.1 Die räumliche Verteilung der interstellaren Extinktion . 50614.12.2 Entfernungen und totale Extinktion von

Dunkelwolken 50814.12.3 Moleküle in Dunkelwolken 51014.12.4 Molekülwolken 51214.12.5 Molekülwolken und Sternentstehung 51414.13 Herbig-Haro-Objekte, bipolare und kometarische

Nebel 51814.14 Aufbau des Milchstraßensystems 52214.14.1 Das galaktische Zentrum 522

Inhaltsverzeichnis Band 2 XIX

14.14.2 Sternpopulationen 52414.14.3 Die differentielle galaktische Rotation - kinematische

Entfernungen 52614.14.4 Die Spiralarme unseres Milchstraßensystems 52814.14.5 Die Flächenhelligkeit der Milchstraße 53414.14.6 Die unmittelbare Sonnenumgebung 53514.15 Hinweise für Beobachtungen 53714.15.1 Die Anforderungen an den Standort und den Himmel. 53814.15.2 Visuelle Beobachtungen 53814.15.3 Photographische Beobachtungen 53914.16 Literatur 540

15 Extragalaktische Objekte. Von J. V. Feitzinger . . . . 54115.1 Einleitung 54115.2 Kataloge und Bildmaterial 54115.3 Die Klassifikation der Galaxien 54815.3.1 Wechselwirkende Galaxien und Galaxien mit

Besonderheiten 55315.4 Der Aufbau der Galaxien 55315.4.1 Allgemeine Eigenschaften der Galaxien 55615.4.2 Strukturbildung in Galaxien 56515.5 Entfernungsbestimmung 57715.6 Aktive Galaxien und Quasare 58015.7 Das Universum 58215.8 Amateurtechniken und Amateuraufgaben 58515.9 Literatur 587

16 Anhang 58916.1 Tabellen 58916.1.1 Allgemeiner Teil 58916.1.2 Spezieller Teil 60216.2 Astronomische Lehrmittel (einschließlich Planetarien).

Von A. Kunert 65616.2.1 Technische Informationsträger 65816.2.2 Nichttechnische Informationsträger 67816.3 Allgemeines Literaturverzeichnis 68416.3.1 Bibliographie über alle Gebiete der Astronomie. . . . 68416.3.2 Biographie und Geschichte 68416.3.3 Populäre Gesamtdarstellungen und Nachschlagewerke . 68716.3.4 Wissenschaftliche Einführungen und Nachschlagewerke 68916.3.5 Radioastronomie 69116.3.6 Ratgeber für den Beobachter 69216.3.7 Instrumentenkunde und Beobachtungsverfahren . . . 69316.3.8 Sonnenuhren 69716.3.9 Rechnende Astronomie 697

XX Inhaltsverzeichnis Band 2

16.3.10 Verwandte Wissenschaften (Mathematik, Meterologie,Physik) 698

16.3.11 Objekte der Beobachtung in Einzeldarstellungen . . . 70016.3.12 Sternkarten, Zeitschriften und Jahrbücher 70916.3.13 Astronomische Lehrmittel 71316.4 Astronomische Organisationen 71316.4.1 Überregionale Organisationen 71316.4.2 Sternwarten, Planetarien, astronomische Arbeits-

gemeinschaften in der Bundesrepublik Deutschland . .714

16.5 Gebräuchliche Abkürzungen astronomischerOrganisationen und Zeitschriften 719

Sachverzeichnis 721