Schulphysik 2

13. Astronomie

Schulphysik 2.13

Astronomie - Wiege der Physik

Bestimmung des Nilhochwassers:Regenzeit in Abessinien, Dauer der Flutwelle des blauen Nil und des Atbara- korreliert mit dem Erscheinen des Sirius am Morgenhimmel: ca. 2 Wochen vor dem Auflaufen der Flut; rechtzeitige Öffnung der Dämme

muss schon vor Siriusaufgang erfolgen Festlegung der Sternkreiszeichen:

Beobachtung 1: Sonnenzenith jahreszeitlich variabelBeobachtung 2: Sternbilder stehen jahreszeitlich an gleicher StelleBeobachtung 3: Sonnenlauf und Sternbildlauf am Himmel sind um

180° versetzt„Sternbilder“: gedachte Verbindungen ohne räumlichen Zusammenhang

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Astronomie - Wiege der Physik

Festlegung der Sternkreiszeichen:Tierkreiszeichen: Sternbild, an dem die Sonne in dem jeweiligen Zeitraum im Zenith steht.

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Orientierung am Himmel

Begriffe:Großkreis: Meridian

Breitenkreis

Azimut: A

Höhenwinkel: h

Zenith: Z

Deklination: δ

Kulmination

Frühlingspunkt: Sonne läuftauf dem Himmelsäquator

Rektaszension: Sternposition bezüglich Frühlingspunkt

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Orientierung am Himmel

Sternkarte

Polarstern

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Orientierung am Himmel

Sternbilder

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Strukturen im Universum

Galaxien

Sternhaufen: gehören zu einer

Galaxie: älteste Bestandteile?

Sternformen: vom roten Riesen zum Neutronenstern

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Sonnensystem

Überblick: bekanntes Schemabild nur als Fiktion möglich!

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Sonnensystem

Asteroiden: Kometen:

Meteoriten: Trümmer von Asteroiden oder Kometen, die in die Erdatmosphäre eindringen

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Sonnensystem

Sonnen“wind“ und Nordlicht:- Strom geladener Teilchen von der Sonne- trifft auf Magnetosphäre der Erde: Ablenkung bzw. Bündelung- geladene Teilchen stoßen mit Atomen der oberen Atmosphäre: leuchten

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Sonne

Aufbau: Kern, Konvektionszone, Oberfläche, Korona; 60% H2, 40% He

Sonnenenergie: Kernfusion 2 H2 -> He

Sonnenwind:Protuberanzen und Flares, geladene Teilchen

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Mond

Oberfläche: keine Atmosphäre: viele Meteoriteneinschläge: Kraterzudem: keine Verwitterung (Kopernikus - Rieskrater)

Bewegung um die Erde: Trägheit: lineare Bewegung;Kreisbahnbewegung erfordert Zentripetalkraft: Schwerkraft der Erde(Newton ca. 1700)

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System Sonne - Erde

Bahn der Sonne im Tages- und Jahreslauf

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System Sonne - Erde

Ebene der Ekliptik

Neigung der Erdachse und Jahreszeiten

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System Sonne - Erde

Jahreslänge: Umlauf der Erde um die Sonne

Länge der Jahreszeiten: Frühlingsanfang bis Herbst:

Herbst bis Frühlingsanfang:

Kalender: Abstimmung Erdrotation (Tag) - Sonnenumlauf (Jahr):365,2422 Tage, tropisches Jahr, von Frühlingspunkt zu

Frühlingspunkt

Julianischer Kalender (Berechnungsmethode verfügt von G.Julius Caesar, im Reich eingeführt von Augustus): 52 Wochen á 7 Tage + 1 Tag, dazu alle 4 Jahre ein „Schalttag“:

186 Tage179 Tage

365,25 Tage

365+1/4-1/100+1/400 = 365,2425 Tage

Gregorianischer Kalender (verfügt von Papst Gregor XIII): Vorlauf um 13 Tage: 1583 gestrichen; alle 100-er Jahre entfällt der Schalttag, alle 1000-er Jahre bleibt er:

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System Erde - Mond

Gezeiten:synodischer Monat: 29,5 Tage (Neumond bis Neumond)

siderischer Monat: 27,3 Tage (Mond steht wieder im gleichen Sternbild)

Erde und Mond umkreisen einen gemeinsamen Schwerpunktmondzugewandter Flutberg: verringerte Gravitation wg. Mondmassemondabgewandter Flutberg: verringerte Gravitation wg. Schleudereffekt

Springflut - Nippflut: Einfluss der Sonne: ca. 40% des Mondeffekts

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System Sonne - Erde - Mond

Sonnenfinsternis:nur wenn Mondknoten zw. Sonne und Erde;Knotenpräzession: nur alle18a 10,3d (Saroszyklus)

Mondfinsternis:keine totale Verdunkelung,da die Erdatmosphäre dasSonnenlicht bricht

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System Sonne - Erde - Mond

Mondphasen

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Satellitenbahnen

Grundbedingung: Gravitation ist Zentripetalkraft:m*v²/r = G*m*mE/r² => v1 = G*mE/r = 7,2 km/s(erste kosmische Geschwindigkeit)

v = v1 v1 < v < v1* 2

v = v1* 2 v > v1* 2

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