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KZO Wetzikon Beobachtungen Astronomiefreifach HS 2001/2002 Stefan Leuthold.

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Präsentation zum Thema: "KZO Wetzikon Beobachtungen Astronomiefreifach HS 2001/2002 Stefan Leuthold."—  Präsentation transkript:

1 KZO Wetzikon Beobachtungen Astronomiefreifach HS 2001/2002 Stefan Leuthold

2 Folie Nr. 2 Astronomie. Beobachtungen. Teleskope Historisches zu Teleskopen Radioastronomie

3 Folie Nr. 3 Astronomie. Beobachtungen. Woraus besteht ein Teleskop? Optik Bilderzeugendes System: Objektiv (von lat. «gegenüberliegen»), oder Hohlspiegel Okular (von lat. «Auge») Montierung und Stativ Zubehör Sucher Taukappe Filter Fotoadapter

4 Folie Nr. 4 Astronomie. Beobachtungen. Drei verschiedene Teleskoparten Refraktoren Linsenfernrohre «Keplersches Fernrohr» Reflektoren Spiegelfernrohr «Newton Refraktor» Katadioptrische Fernrohre Schmidt-Cassegrain Teleskope (SCT) Kombination aus Spiegel und Linse

5 Folie Nr. 5 Astronomie. Beobachtungen. Optische Grundlagen. Objektivdurchmesser D: Je grösser, desto mehr Licht gesammelt, desto heller das Objekt. Objektivbrennweite F: Je kleiner, desto heller. Auflösungsvermögen: Winkel in rad, wobei der Durchmesser des beobachteten Objektes ø := min · d ist (d := Distanz Objekt-Teleskop). Öffnungsverhältnis := D/f Objektiv entspricht «Blende» in Fotographie min = 1,22 · D

6 Folie Nr. 6 Astronomie. Beobachtungen. Vergrösserung. Maximalvergrösserung (Faustregel) (bei sehr guten Verhältnissen das Doppelte) V = F Objektiv f Okular V max D objektiv (mm)

7 Folie Nr. 7 Astronomie. Beobachtungen. Refraktoren: Prinzip. FokusObjektivOkular F Objektivbrennweite f Okularbrennweite Sehr gute Bildqualität ab Öffnungsverhältnis 1/15.

8 Folie Nr. 8 Astronomie. Beobachtungen. Reflektoren: Prinzip Fokus Objektiv Okular Lichtstarke Geräte ab Öffnungsverhältnis 1/8 wesentlich günstiger als Refraktoren.

9 Folie Nr. 9 Astronomie. Beobachtungen. Cassegrain: Prinzip Fokus Hauptspiegel Fangspiegel

10 Folie Nr. 10 Astronomie. Beobachtungen. Welche Vergrösserung? 7-15fach (Feldstecher) Mondkrater, Jupitermonde. Ab 10fach braucht man ein Stativ. 30fach (kleines Fernrohr) Überblick über Mond, Sonnenflecken, erahnt Flecken auf Jupiter, erkennt knapp Saturnringe fach Feine Details auf Sonne, Planeten (Mars: Polkappen, Venusphasen) Ab 200fach Feinste Details, nur bei sehr ruhiger Luft

11 Folie Nr. 11 Astronomie. Beobachtungen. Teleskop an der KZO Objektivbrennweite 3960mm. Okulare 40mm, 26mm, 12.5mm. Daraus Vergrösserungen 100fach, 150fach, 320fach

12 Folie Nr. 12 Astronomie. Beobachtungen. Teleskope Historisches zu Teleskopen Radioastronomie

13 Folie Nr. 13 Astronomie. Beobachtungen. Refraktoren: Erfindung Linsenteleskope. Jan Lipperhey baut spätestens 1608 das erste Linsenteleskop, das er am 2. Oktober 1608 Fürst Maurits und den Städten der Niederlande ein Teleskop anbietet, welches für Kriegszwecke gedacht war.

14 Folie Nr. 14 Astronomie. Beobachtungen. Refraktoren: Galilei Brief von Galilei an seinen Schwager Benedetto Landucci, Ich bereitete mir zunächst ein Bleirohr und passte in sein Ende zwei Glaslinsen ein, eine plankonvexe und eine plankonkave. Das Auge an der Konkavlinse, sah ich die Gegenstände dreimal näher, als wenn man sie nur mit blossem Auge betrachtet. Danach fertigte ich mir ein genaueres Rohr, dass die Gegenstände mehr als sechzigmal vergrösserte. Schliesslich ist mir der Bau eines so vorzüglichen Gerätes gelungen, dass ich die Gegenstände ungefähr tausendmal grösser und mehr als dreissigmal näher sah, als wenn man sie nur mit dem natürlichen Sehvermögen betrachtet.» «Vor ungefähr zehn Monaten kam mir ein Gerücht zu Ohren, von einem Niederländer sei ein Augenglas hergestellt worden, mit dessen Hilfe man sichtbare Gegenstände, die weit entfernt waren, so deutlich wahrnahm, als sehe man sie aus der Nähe. [...] Das war schliesslich der Anlass, dass ich mich ganz der Aufgabe widmete, das Prinzip zu erforschen sowie Mittel zu ersinnen, durch die ich zur Erfindung eines ähnlichen Gerätes würde kommen können. Sie gelang mir wenig später, nachdem ich mich in die Lehre von der Brechung des Lichts vertieft hatte.

15 Folie Nr. 15 Astronomie. Beobachtungen. Refraktoren: Kepler Johannes Kepler ( ) lebt 1609 als kaiserlicher Mathematiker und Hofastronom in Prag. Findet und veröffentlicht in diesem Jahr seine ersten beiden Gesetze in «Astronomia Nova». Bekommt 1610 den «Siderius Nuncius» von Galilei zu lesen und tritt mit diesem in Brief- kontakt.

16 Folie Nr. 16 Astronomie. Beobachtungen. Refraktoren: Kepler |2 August 1610: Kepler betrachtet mit dem Galileiteleskop selber die Jupitermonde schreibt er die «Dioptrik», welche heute noch Gültigkeit hat und fast komplett ist. Darin beschreibt er den Bau eines Fernrohres, welches aus zwei Konvexlinsen besteht und grössere/schärfere Bilder liefert als das Galileiteleskop. Neben der Bauanleitung liefert Kepler auch die Theorie, dasselbe zum Bau eines Mikroskops und eines Spiegelteleskops.

17 Folie Nr. 17 Astronomie. Beobachtungen. Refraktoren: Huygens Erste Teleskope hatten 30- bis 40fache Vergrösserung. Christiaan Huygens ( ) arbeitet als erster mit einem Teleskop mit etwa 100facher Vergrösserung. Erfinder der Luftfernrohre: Mit einem sieben Meter langen Fernrohr entdeckt er Gas- und Staubwolke des Orionnebels, den Saturnmond Titan, die Saturnringe und die Oberflächenstruktur des Mars.

18 Folie Nr. 18 Astronomie. Beobachtungen. Refraktoren: Fraunhofer. Joseph Fraunhofer ( ) kommt 1799 zu einem Spiegelmacher und Glasschleifer nach München, wo es ihm gelingt, die Glasqualität wesentlich zu verbessern. Er findet Glasfehler durch eine von ihm erstmals gebrauchte Methode und überträgt seine berechneten Daten auf Produktionsprozesse. Findet 1814 das Sonnenspektrum (über 570 «Fraunhoferlinien») bei Bestimmung der Brechzahlen mit einem Prisma.

19 Folie Nr. 19 Astronomie. Beobachtungen. Reflektoren: Digges. Je grösser Refraktoren, desto schlimmer der Effekt der Lichtbrechung verschiedener Wellenlängen. Ein Spiegel zeigt keine Farbabweichungen. Erstes Spiegelteleskop gebaut von Leonard Digges (um 1571 beschrieben), aber bis Newton keine brauchbaren Spiegelteleskope im Umlauf.

20 Folie Nr. 20 Astronomie. Beobachtungen. Reflektoren: Newton Sir Isaac Newton ( ) konstruiert das erste «reflektierende Teleskop» Länge 13,8 cm; ø 2,5 cm (!) Vergrösserung 30- bis 40fach. Zeigt 1671 ein grösseres Teleskop der Royal Society, welche ihn zu ihrem Mitglied wählt. Später wird er deren Präsident bis zu seinem Tod.

21 Folie Nr. 21 Astronomie. Beobachtungen. Reflektoren: Herschel. Wilhelm Herschel ( ) muss 1756 nach England mit der Regimentskapelle. Dort lernt er Englisch und kehrt ohne Erlaubnis der Truppe nach deren Rückkehr nach Deutschland dorthin zurück, nennt sich fortan William Herschel. Gelangt über Musik, Mathematik und Optik an Newton, interessiert sich für Astronomie und baut bald bessere Teleskope als die Profis.

22 Folie Nr. 22 Astronomie. Beobachtungen. Reflektoren: Herschel |2 Erstes Spiegelteleskop von Herschel 1774, er baut in seinem Leben über 400. Übertrifft die damaligen Refraktoren bei weitem. Systematische Durchmusterung des Himmels. Entdeckt 1781 ein Objekt, das kein Stern sein kann: Uranus. Wird zum Hofastronomen von Georg III. ernannt und heiratet eine reiche Witwe: Ohne Geldsorgen baut er Riesenteleskope und entdeckt die Uranusmonde Titania und Oberon.

23 Folie Nr. 23 Astronomie. Beobachtungen. Reflektoren: Herschel |3 Entdeckt mit einem von Georg III. mitfinanzierten Teleskop von über 12 m Länge und 1,22 m Spiegeldurchmesser in der ersten Nacht die Saturnmonde Enceladus und Mimas.

24 Folie Nr. 24 Astronomie. Beobachtungen. Reflektoren: Schmidt. Bernhard Woldemar Schmidt ( ): Optiker und Glasschleifer schickt als Unbekannter seine Spiegel ans Astrophysikalische Observatorium in Potsdam. Bald liefert er an Sternwarten und optische Firmen. Setzt als erster eine Korrekturplatte ein. Erster Schmidtspiegel 1936 auf Mount Palomar (ø 60 cm) findet innerhalb von fünf Jahren 18 Supernovae.

25 Folie Nr. 25 Astronomie. Beobachtungen. Reflektoren: Hale-Teleskop. George Ellery Hale ( ) plant das 5m- Teleskop auf dem Mount Palomar. Es ist eines der leistungsfähigsten erdgebunden- en Teleskope. In einer 41m hohen Kuppel untergebracht. Der Spiegel wiegt etwa 20 Tonnen, wird 1934 gegossen, danach geschliffen und 1948 in Betrieb genommen. Damit könnte man eine brennende Kerze in km Entfernung sehen.

26 Folie Nr. 26 Astronomie. Beobachtungen. Katadioptrische Fernrohre. Jaques Cassegrain ( ) zeichnet 1672 das erste nach ihm benannte Teleskop. Danach Kombinationen und Verfeinerungen wesentliche Verbesserungen bezüglich Preis/Qualität.

27 Folie Nr. 27 Astronomie. Beobachtungen. Teleskope Historisches zu Teleskopen Radioastronomie

28 Folie Nr. 28 Astronomie. Beobachtungen. Gaswolken Durch UV-Strahlung auf- geheizte Gaswolken leuchten (haben ein Emissions- spektrum). Kühle Gaswolken leuchten nicht, da alle Atome im Grundzustand sind (Elektron im H-Atom auf der ersten Schale). UV

29 Folie Nr. 29 Astronomie. Beobachtungen. Gaswolken |2 Aufheizung durch UV-Strahlung Sichtbar Radio Mikrowelle InfrarotUltraviolett Rönten Gamma Strahlen Wellenlänge des Photons/m Energie eines Photons/J ~ h · v ·

30 Folie Nr. 30 Astronomie. Beobachtungen. Gaswolken |3 Kalte dunkle Gaswolken können trotzdem gefunden und untersucht werden: Etwa alle 11 Mio. Jahre kehrt ein H-Atom seinen Elektronenspin, wobei es in einen Grundzustand übergeht, der von seinem ursprünglichen Zustand bei -13,6 eV um 6 eV abweicht. Dabei emittiert das H-Atom ein Energiepaket im Radiowellenbereich mit der Wellenlänge 21cm. Diese Welle wird detektiert und ihre Intensität untersucht.

31 Folie Nr. 31 Astronomie. Beobachtungen. Radiowellen. Verstärkung bis hörbar in Lautsprecher (Pfeifen, Knurren, Krachen). Impulse werden auf Magnetband aufgezeichnet und mit Computern ausgewertet. Reichweite der Radioastronomie 15·10 9 ly.

32 Folie Nr. 32 Astronomie. Beobachtungen. Radiowellen: Jansky. Karl Guthe Jansky ( ) in Bell Laboratories angestellt. Hört «fremdes Rauschen» mit Funkempfänger (zur Untersuchung der Ursachen atomosphärischer Störungen), welches jeden Tag 4 Minuten früher kam. => Es musste von den Sternen kommen. 1. Januar 1932 an Professor der Columbia Universität gelangt, 5. Mai 1933 in New York Times publiziert «Neuartige Radiowellen aus dem Zentrum der Milchstrasse».

33 Folie Nr. 33 Astronomie. Beobachtungen. Astronomie ist schön.


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