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Astronomische Messungen im Bereich des sichtbaren Lichts
1. Vorbemerkungen 2. Posi2onen von Himmelskörpern 3. Tycho Brahe 4. Beobachtungsinstrumente 5. Auflösung von Teleskopen 6. Spektrum des Sternenlichts 7. Joseph von Fraunhofer
Europäische Südsternwarte in Chile
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Fragestellungen bei astronomischen Beobachtungen • Woher kommt die Strahlung? Richtung, EnTernung
• Wie viel Strahlung kommt an?
• Welche EigenschaUen hat die Strahlung? Farbe, chemische Zusammensetzung
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Räumliche Koordinatensysteme
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Koordinaten auf der Erde und am Himmel
Geographische Koordinaten: Geographische Breite ϕ Geographische Länge λ
Himmelskoordinaten im Horizontalsystem: Höhe h und Azimut A
Nachteil: h und A hängen vom Beobachtungsort ab und sind zeitlich nicht konstant.
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EnTernungsbes2mmung durch Triangula2on
Auf der Erde zur Bes2mmung der EnTer-‐nung eines unzugänglichen Punktes. Standlinie b
Zur Messung der EnTernung des Mondes. Standlinie KW, die Strecke zwischen zwei Sternwarten auf dem gleichen Längengrad, z.B. Kapstadt (K) und Wien(W)
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Fixsternparallaxe
Erde Sonne
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McDonalds Observatorium (USA)
Laser Reflektor auf dem Mond
EnTernungsbes2mmung durch Laufzeitmessung
EnTernung d, Laufzeit Δt, Lichtgeschwindigkeit c
d = c Δt/2
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Erddurchmesser 12.700 km
Mittlere Entfernung Erde-Mond 384 400 km = 1,3 Lichtsekunden
Mittlere Entfernung Erde-Sonne: 150 Mio km = 8,3 Lichtminuten
Sonnendurchmesser 1,4 Mio. km ≈ 100 Erddurchmesser
Wich2ge astronomische Längenangaben
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Brahes Mauerquadrant
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Tycho Brahe – Sta2onen seines Lebens
1546 Tycho Brahe wird in Knudstrup in Südschweden geboren. 1559 Beginn seiner Studien an der Universität Kopenhagen als
13-‐Jähriger (Rhetorik und Philosophie) Eine par2elle Sonnenfinsternis enTachte sein astronomisches Interesse..
1562 Studium in Leipzig; Planetenbeobachtungen, Vergleich der beobachteten Posi2onen mit aus Tafeln berechneten. Fortsetzung der Studien in Wikenberg und Rostock
1566 Tycho verlor seine Nasenspitze bei einem Duell, dadurch Interesse an der Medizin und Alchemie
1567 Nach einem kurzen Aufenthalt zu Hause weitere Auslandsreise nach Rostock, Basel, Freiburg und Augsburg; Bau selbstentworfener Instrumente
1571 Bau seines ersten Observatoriums inclusive eines Alchemielabors 1572 Durch eine Supernova wurde Tychos Interesse für die Astronomie neu
enTacht. 1575 Besuch des Astronomen Landgraf Wilhelm IV. von Hessen-‐Kassel. Durch
dessen Ini2a2ve erhielt Tycho vom dänischen König die Insel Hven als Lehen. 1576 – 1597 Bau der beiden Sternwarten Uraniborg und Stjerneborg, an denen zahlreiche
Beobachtungen durchgeführt wurden. 1597 Nach einem Zerwürfnis mit dem neuen König verließ Tycho die Insel und zog
über Kopenhagen nach Rostock. 1599 – 1602 Arbeit als Kaiserlicher Mathema2ker und Hofastronom am Hofe Rudolf II. in
Prag. Er starb im Alter von 54 Jahren an einem Blasenleiden.
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Daten von Galileis Fernrohr: Länge: ca. 1,5 m, Vergrößerung: 8 bis 20 fach, Steigerung der Helligkeit: 10 – 20 fach
Vergrößerung V = fob/fok
Astronomisches Fernrohr
Strahlengang
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Spiegelteleskope
Newtons Gerät (Nachbildung)
Strahlengang
Hubble Space Telescope (HST)
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14. Jan. 2010
08. März 2007
11. Jan. 2006
Mit dem Hubble Space Telescope gemachte Aufnahmen
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Schirm
Spalt (breit) Laser (rot)
Laser (grün)
α
Schirm
Spalt (sehr eng) Laser (rot)
Laser (grün)
α
Versuch zum Auflösungsvermögen von Teleskopen
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Schirm
Laser (rot)
Schirm
Laser (rot)
Vergrößerung des Laserflecks durch bewegte LuU
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Spektrale Zerlegung des Sonnenlichts mit dunklen Absorp2onslinien
Wasserstoff (S) Wasserstoff (S) Natrium (S) Sauerstoff (E)
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Strahlungsverteilungen von Körpern verschiedener Temperatur
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Die sichtbaren Linien des Wasserstoffspektrums und ihre Zuordnung zu Übergängen zwischen diskreten Energieniveaus
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Umkehrung der Natrium-‐Linie
Versuchsausau
Prinzip des Experiments
K: Kondensor L: Linse
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Joseph von Fraunhofer (1787 – 1826)
Fraunhofer neben seinem Spektrometer
Teil eines von Fraunhofer gezeichneten Sonnenspektrums
Rekung des jungen Fraunhofer aus dem eingestürzten Haus seines Lehrherrn. In der Mike des Bildes ist der Kurfürst Max IV. Joseph zu sehen.