Schulphysik 2 13. Astronomie.

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1 Schulphysik 2 13. Astronomie

2 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 variabel Beobachtung 2: Sternbilder stehen jahreszeitlich an gleicher Stelle Beobachtung 3: Sonnenlauf und Sternbildlauf am Himmel sind um 180° versetzt „Sternbilder“: gedachte Verbindungen ohne räumlichen Zusammenhang Schulphysik 2.13

3 Astronomie - Wiege der Physik
Festlegung der Sternkreiszeichen: Tierkreiszeichen: Sternbild, an dem die Sonne in dem jeweiligen Zeitraum im Zenith steht. Schulphysik 2.13

4 Orientierung am Himmel
Begriffe: Großkreis: Meridian Breitenkreis Azimut: A Höhenwinkel: h Zenith: Z Deklination: δ Kulmination Frühlingspunkt: Sonne läuft auf dem Himmelsäquator Rektaszension: Sternposition bezüglich Frühlingspunkt Schulphysik 2.13

5 Orientierung am Himmel
Sternkarte Polarstern Schulphysik 2.13

6 Orientierung am Himmel
Sternbilder Schulphysik 2.13

7 Strukturen im Universum
Galaxien Sternhaufen: gehören zu einer Galaxie: älteste Bestandteile? Sternformen: vom roten Riesen zum Neutronenstern Schulphysik 2.13

8 Sonnensystem Überblick: bekanntes Schemabild nur als Fiktion möglich!
Schulphysik 2.13

9 Sonnensystem Asteroiden: Kometen:
Meteoriten: Trümmer von Asteroiden oder Kometen, die in die Erdatmosphäre eindringen Schulphysik 2.13

10 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 Schulphysik 2.13

11 Sonne Aufbau: Kern, Konvektionszone, Oberfläche, Korona; 60% H2, 40% He Sonnenenergie: Kernfusion 2 H2 -> He Sonnenwind: Protuberanzen und Flares, geladene Teilchen Schulphysik 2.13

12 Mond Oberfläche: keine Atmosphäre: viele Meteoriteneinschläge: Krater zudem: keine Verwitterung (Kopernikus - Rieskrater) Bewegung um die Erde: Trägheit: lineare Bewegung; Kreisbahnbewegung erfordert Zentripetalkraft: Schwerkraft der Erde (Newton ca. 1700) Schulphysik 2.13

13 System Sonne - Erde Bahn der Sonne im Tages- und Jahreslauf
Schulphysik 2.13

14 System Sonne - Erde Ebene der Ekliptik
Neigung der Erdachse und Jahreszeiten Schulphysik 2.13

15 System Sonne - Erde Jahreslänge: Umlauf der Erde um die Sonne
Länge der Jahreszeiten: Frühlingsanfang bis Herbst: Herbst bis Frühlingsanfang: 186 Tage 179 Tage 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“: 365,25 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: 365+1/4-1/100+1/400 = 365,2425 Tage Schulphysik 2.13

16 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 Schwerpunkt mondzugewandter Flutberg: verringerte Gravitation wg. Mondmasse mondabgewandter Flutberg: verringerte Gravitation wg. Schleudereffekt Springflut - Nippflut: Einfluss der Sonne: ca. 40% des Mondeffekts Schulphysik 2.13

17 System Sonne - Erde - Mond
Sonnenfinsternis: nur wenn Mondknoten zw. Sonne und Erde; Knotenpräzession: nur alle 18a 10,3d (Saroszyklus) Mondfinsternis: keine totale Verdunkelung, da die Erdatmosphäre das Sonnenlicht bricht Schulphysik 2.13

18 System Sonne - Erde - Mond
Mondphasen Schulphysik 2.13

19 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* v > v1* 2 Schulphysik 2.13

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