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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