A STRONOMIE Wichtiges Grundwissen für Lehramtsstudierenden der Haupt- und Realschule...

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  • A STRONOMIE Wichtiges Grundwissen fr Lehramtsstudierenden der Haupt- und Realschule Schriftliche Hausarbeit von Irina Lutz
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  • A STRONOMIE - A STROLOGIE Astrologie: griechisch: stron: Stern, logos:Lehre Sternreligion; Glaube an die Macht der Sterne Astronomie: griechisch: stron: Stern, nmos: Gesetz Sternenkunde; Wissen- schaft der Erforschung der Himmelskrper und des Weltalls Verschmelzung von Astrologie und Astronomie Bsp.: Stonehenge Schulphysik 2 - Astronomie2 Abb. 1: Stonehenge
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  • D IE E NTSTEHUNG DER S TERNBILDER 3Schulphysik 2 - Astronomie Abb. 2: Fixsternhimmel im Mai ber der Nordhalbkugel
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  • D ER T IERKREIS (Z ODIAK ) In einem Jahr durchluft die Sonne 12 Sternbilder auf ihrem Weg ber den Himmel Tierkreis, Sternzeichen der Menschen 4 Kardinalpunkte durch Auf- und Abbewegung der Sonne ber dem Horizont: 2 Sonnenwenden und 2 Tagundnachtgleichen Schulphysik 2 - Astronomie4 Abb. 3: Zodiak mit Kardinalpunkten
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  • D AS PTOLEMISCHE W ELTBILD geozentrisches Weltbild rcklufige Planetenbahnen Epizyklenbewegung Schulphysik 2 - Astronomie5 Abb. 5: Epizyklenbewegung des Mars Abb. 4: geozentrisches Weltbild
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  • D AS KOPERNIKANISCHE W ELTBILD heliozentrisches Weltbild Schulphysik 2 - Astronomie6 Abb. 6: heliozentrisches Weltbild
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  • G ALILEIS F ERNROHR beobachtet als erster Wissenschaftler mit einem Fernrohr die Himmelskrper Unvollkommenheit des Mondes kein Planet mehr Widerlegung der Fixsternsphre Entdeckung der Jupitermonde, die nicht um die Erde kreisen unvereinbar mit geozentrischen Weltbild Verbote durch die Kirche und Ladung vor die Inquisition Schulphysik 2 - Astronomie7
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  • D AS KEPLERSCHE W ELTBILD Kepler berechnet Marsbahn neu Ellipsenbahn keplersche Gesetz fr die Planetenbewegung 1.Planeten bewegen sich auf Ellipsenbahnen, in deren Brennpunkt die Sonne steht. 2.Die Fahrstrahlen berstreichen in gleichen Zeiten gleiche Flchen. 3.Die Kuben der Bahnradien zweier Planeten verhalten sich wie die Quadrate ihrer Umlaufzeiten. Schulphysik 2 - Astronomie8
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  • S TRUKTUREN IM U NIVERSUM I Sterne sammeln sich in Galaxien Sterne in Sternhaufen stammen alle aus der gleichen Ursprungswolke offener Sterhaufen Kugelsternhaufen Schulphysik 2 - Astronomie9 Abb. 8: Balkangalaxie Abb. 7: Spiralgalaxie Abb. 9: irregulre Galaxie Abb. 10: elliptische Galaxie
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  • S TRUKTUREN IM U NIVERSUM II Sterne: Entwicklung eines Sterns von der Entstehung bis zum Ende Schulphysik 2 - Astronomie10 Abb. 11: Hertzsprung-Russel-Diagramm selbstleuchtende Gaskugeln H2, interstel- lare Materie Haupt- stern roter Riese weier Zwerg schwarzer Stern Super- nova Neutro- nenstern schwarzes Loch brauner Zwerg blauer Riese roter ber-riese
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  • S TRUKTUREN IM U NIVERSUM III Schulphysik 2 - Astronomie11 Planet: nach Definition der IAU: Pluto ist kein Planet mehr Mein Vater erklrte mir jeden Sonntag unsere Nachbarplaneten. Trabanten: Bahn um die Sonne, rund, kein Mond, bereinigte Bahn meVSj N uM Monde; Himmelskrper die durch Gravitation an einen Planeten gebunden sind
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  • S TRUKTUREN IM U NIVERSUM IV Asteroiden planetenhnliche Brocken (bis 1000 km) Bahn um die Sonne Meteoriden Kleinstkrper aus Metall und/oder Gestein Eintritt in Erdatmosphre: Sternschnuppen /Meteore Kometen exzentrische Bahn um die Sonne aus Eis und Staub Schulphysik 2 - Astronomie12 Abb. 12: schematischer Kometenaufbau
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  • U NSER S ONNENSYSTEM Milchstrae Spiralgalaxie roter Pfeil: unser Sonnensystem Zentralgestirn (Sonne) mit 8 Planeten Planetenebene = Ekliptik Schulphysik 2 - Astronomie13 Abb. 14: unser Sonnensystem (nicht mastabsgetreu) Abb. 13: Vogelperspektive der Milchstrae
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  • D IE S ONNE 4,5 Mrd. Jahre alt; Lebenserwartung: 10 Mrd. Jahren besteht aus Wasserstoff (73%) und Helium(25%) Masse: 1,99*10 30 kg Aufbau: Schulphysik 2 - Astronomie14 Abb. 1 5: Aufbau der Sonne 1Kern 2Strahlungszone 3Konvektionszone 4Photosphre 5Sonnenflecken 6Granulation 7Chromosphre 8Protuberanzen 9Korona
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  • D IE E RDE I Aufbau: Schulphysik 2 - Astronomie15 Abb. 16: Aufbau der Erde
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  • D IE E RDE II wichtige Daten Schulphysik 2 - Astronomie16 Alter4,5 Mrd. Jahre Masse:5,974*10 24 kg Dichte:5,5 Polradius:6356,774 km quatorradius:6378,140 km mittlere Temperatur (Oberflche):14C Neigung der Achse:23,45 Rotationszeit:23h 56min Umlaufzeit um die Sonne:365,25 Tage Zusammensetzung der Atmosphre: 79% N 2 ; 20% O 2 ; ferner Wasserdampf, Edelgase, CO 2 Alter
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  • D ER M OND I Trabant der Erde Masse: 7,35*10 22 kg Radius: 3479 km mittlerer Abstand zur Erde: 382000 km Umlaufzeit um die Erde: 29,5 Erdentage (synodischer Monat) Mondtag: 27,3 Erdentage (siderisch) Schulphysik 2 - Astronomie17
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  • D ER M OND II Mondphasen: Schulphysik 2 - Astronomie18 Abb. 17 Die Mondphasen
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  • S ONNE UND E RDE Schulphysik 2 - Astronomie19 Abb. 18: Film - Die Jahreszeiten
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  • D ER E INFLUSS DES M ONDES G EZEITEN Schulphysik 2 - Astronomie20 Abb. 19: Film - Die Gezeiten
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  • M ONDFINSTERNIS Mond befindet sich im Erdschatten totale Mondfinsternis nur im Kernschatten findet nachts statt Eine totale Mondfinsternis ist etwa zwei Mal pro Jahr bei uns beobachtbar. Schulphysik 2 - Astronomie21 Abb. 20 Mondfinsternis
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  • S ONNENFINSTERNIS Mondschatten fllt auf die Erde am Tage beobachtbar totale Sonnenfinsternis: es wird fr etwa 8 Minuten dunkel Korona der Sonne sichtbar weltweit circa 2 Sonnen- finsternisse pro Jahr nur lokal beobachtbar wegen des kleinen Schattenkegels Schulphysik 2 - Astronomie22 Abb. 21 Sonnenfinsternis
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  • D IE R AUMFAHRT Rckstoantrieb Raketen Verbrennung von Sauer- und Brennstoff bei 5000C Abgasgeschwindigkeit durch die Dsen: ber 5000 Geschwindigkeit abhngig vom Verhltnis der Raketenanfangs- masse zur Masse beim Brennschluss besserer Wirkungsgrad bei zweistufigen Raketen Schulphysik 2 - Astronomie23 Abb. 22 vereinfachter Raketenaufbau
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  • A KTIVITT IM W ELTRAUM Satelliten Sputnik I (UdSSR 1957) Bewegung in einer Erdumlaufbahn erdnah: Bahn mehrere 100km ber der Erde geostationr : Umlaufzeit 1 Tag steht ber der Erde Raumsonden wissenschaftliche Zwecke Geschwindigkeit bei Brennschluss grer als 7,9 Schulphysik 2 - Astronomie24
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  • KOSMISCHE G ESCHWINDIGKEIT Newton: Wie gro muss die Anfangsgeschwindigkeit sein, damit ein Stein einmal um die Welt fliegt? F Zentripetal = F Gravitation Schulphysik 2 - Astronomie25 v inArt der Bahn 1. kosmische Geschwindigkeit7,9Erdumlaufbahn 2. kosmische Geschwindigkeit11,2 Verlassen des Gravitationsfeldes der Erde auf einer Parabelbahn 3. kosmische Geschwindigkeit16,7 Verlassen des Sonnensystems auf einer Hyperbelbahn 4. kosmische Geschwindigkeit129,0Verlassen der Milchstrae
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  • K EGELN MIT N EWTON Schulphysik 2 - Astronomie26 Die vier kosmischen Geschwindigkeiten entsprechen Bahnen, deren Geometrie sich ergibt, wenn eine Schnittebene durch einen Kegel von horizontal auf vertikal gedreht wird