Astronomie Inhaltsverzeichnis
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Astronomie M. Jakob Gymnasium Pegnitz 10. Dezember 2014 Inhaltsverzeichnis Klassische Astronomie Gesamtübersicht Die Kepler’schen Gesetze Kosmoglogie Begriffsbestimmung Aufbau des Universums Entwicklung des Universums In diesem Abschnitt Klassische Astronomie Gesamtübersicht Die Kepler’schen Gesetze Kosmoglogie Begriffsbestimmung Aufbau des Universums Entwicklung des Universums Astronomie Klassische Astronomie Gesamtübersicht Die Erde • Sternbewegung http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?explore_ celestial_sphere • Himmelsbewegung http: //media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?motion_night_sky • Tierkreis http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?sun_path_zodiac • Jahreszeiten1 http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?reason_for_the_ seasons • Sonnen- und Mondfinsternis http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?how_rare_are_ eclipses • Sonnenfinsternis http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?evolution_of_ total_solar 4 / 32 Astronomie Klassische Astronomie Gesamtübersicht Übersicht über die Klassische Astronomie • Ü1: Film: Die 100 wichtigsten Entdeckungen der Astronomie bis Galilei • Marsrücklauf geozentrisch http: //www.leifiphysik.de/web_ph10_g8/simulationen/01ptolemaeus/ptolemaeus.htm • Marsrücklauf heliozentrisch http://www.leifiphysik.de/web_ph10_g8/simulationen/01heliozentric/ heliozentsystem.htm • Ü2: Marsrücklauf MA http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?mars_ retrograde_motion • Epizykelproblem Geo- und Heliozentrisch http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/kopernikus.html • Ü3: AB Geozentrisches und Heliozentrisches Weltbild Arbeitsblaetter/GeoHelioWeltbild.pdf 5 / 32 Astronomie Klassische Astronomie Gesamtübersicht Unser Sonnensytem • Buch, S. 20: Planetendaten • Größenvergleich Planeten und Sterne http://www.youtube.com/watch?v=pWu61Tk0Mzg • MA Planeten: Größenvergleich http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?scale_of_ss • GW S.31 oben • Sonnenwind und Polarlichter http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?cause_of_ aurora_borealis • Mars-Karte http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?mars_features • Jupiter Wetter http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?jupiter_clouds 6 / 32 In diesem Abschnitt Klassische Astronomie Gesamtübersicht Die Kepler’schen Gesetze Kosmoglogie Begriffsbestimmung Aufbau des Universums Entwicklung des Universums Astronomie Klassische Astronomie Die Kepler’schen Gesetze Das erste Kepler’sche Gesetz • 1. Kepler’sches Gesetz http://www.walter-fendt.de/ph14d/kepler1.htm • 1. Kepler’sches Gesetz http://astro.unl.edu/classaction/animations/renaissance/kepler.html 1. Kepler’sches Gesetz Alle Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen. In einem gemeinsamen Brennpunkt steht die Sonne. 8 / 32 Astronomie Klassische Astronomie Die Kepler’schen Gesetze Das zweite Kepler’sche Gesetz • 2. Kepler’sches Gesetz http://www.walter-fendt.de/ph14d/kepler2.htm • 2. Kepler’sches Gesetz http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/flashlets/ morekep.html • 2. Kepler’sches Gesetz http://astro.unl.edu/classaction/animations/renaissance/kepler.html 2. Kepler’sches Gesetz Die Verbindungslinie Sonne–Planet überstreicht in gleichen Zeitintervallen gleiche Flächen. 9 / 32 Astronomie Klassische Astronomie Die Kepler’schen Gesetze Das dritte Kepler’sche Gesetz • 3. Kepler’sches Gesetz http://astro.unl.edu/classaction/animations/renaissance/kepler.html 3. Kepler’sches Gesetz T12 T22 a1 , a2 : T1 , T2 : C: = a13 a23 bzw. T12 a13 = T22 a23 = C = konst. große Halbachsen Umlaufzeiten Kepler’sche Konstante Abhängig von der Masse des Zentralgestirns 10 / 32 Astronomie Klassische Astronomie Die Kepler’schen Gesetze Das dritte Kepler’sche Gesetz • Buch S.3. Kepler’sches Gesetz • Ü4: AB Kepler’sche Gesetze Arbeitsblaetter/KeplerScheGesetze.pdf • GW S.31 unten • Ü5: Buch S. 24f/12l,13s,15l,17m,20l • Ü6: Ceres http://www.leifiphysik.de/web_ph10_g8/musteraufgaben/01kepler_gesetze/ ceres/ceres.htm • Ü7: Haley http://www.leifiphysik.de/web_ph10_g8/musteraufgaben/01kepler_gesetze/ halley/halley.htm 11 / 32 In diesem Abschnitt Klassische Astronomie Gesamtübersicht Die Kepler’schen Gesetze Kosmoglogie Begriffsbestimmung Aufbau des Universums Entwicklung des Universums Astronomie Kosmoglogie Begriffsbestimmung Kosmologie Kosmologie. . . ist die Lehre vom Ursprung und der Entwicklung des Universums. 13 / 32 Astronomie Kosmoglogie Begriffsbestimmung Arbeitshypothese: Kosmologisches Prinzip Das Kosmologische Prinzip ist die Arbeitshypothese, dass es im Universum keinen ausgezeichneten Punkt (Mittelpunkt o.ä.), und keine ausgezeichnete Richtung gibt. Das kosmologische Prinzip ist Grundlage der meisten kosmologischen Weltmodelle und steht im Einklang mit den bisherigen Beobachtungen des Weltalls. 14 / 32 Astronomie Kosmoglogie Begriffsbestimmung Größenordnungen im Universum Erddurchmesser Sonne–Erde Sonnensystem (Durchm.) Sonne–Proxima Centauri Milchstraße (Durchm.) Milchstraße–Andromeda Universums (Durchm.) NTG 12 800 km 1 AE ≈ 150 Mio km 30 AE ≈ 0,0005 Lj 4,2 Lj ≈ 266 000 AE 100 000 Lj 2 500 000 Lj 78 000 000 000 Lj 1 AE = 149,6 · 109 m 1 pc(Parsec) = 206 264 AE 1 Lj = 9,46 · 1015 m = 63 240 AE • Ü1: S. 35, 5,6; S.185/2 15 / 32 In diesem Abschnitt Klassische Astronomie Gesamtübersicht Die Kepler’schen Gesetze Kosmoglogie Begriffsbestimmung Aufbau des Universums Entwicklung des Universums Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Die Sonne NTG • Die Sonne: 4 Min http://www.youtube.com/watch?v=0SAYwXVeV4s • Die Sonne: 10 Min http://www.youtube.com/watch?v=Za4hmzwtARw&feature=related • Entstehung des Sonnensystems (MA): 10 Min http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_bennett_ecp_4/videos/lect_05_01.html Die Sonne. . . erzeugt ihre Energie durch Kernfusion von Wasserstoff zu Helium und trägt etwa 99% der Masse des Sonnensystems. Auf der Oberfläche toben heftige Stürme die Sonnenflecken, Protuberanzen und Eruptionen erzeugen. Darüber hinaus strömen ständig Wasserstoffionen und Elektronen ab, die den Sonnenwind bilden. • Ü2: S. 185/3 17 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Unser Sonnensystem NTG • Vier Eigenschaften des Sonnensytems http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html? characteristics_of_ss • Agregatszustände http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?temp_and_ phases_of_water • Kondensation der Planeten http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?condensate_ regions_in_disk • Wege der Planetaren Sonden http: //media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?gravitational_assist 18 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Vier Eigenschaften des Sonnensystems I Regelmäßige Bewegungen der großen Himmelskörper (Kreisbahnen, gleiche Dreh- und Rotationsrichtung, Scheibenebene) I Kleine Gesteinsplaneten in Sonnennähe, große Gasplaneten weiter außen I Unzählige Kometen und Asteroiden I Ausnahmen von der Regel relative großer Erdmond, „falsche“ Rotationsrichtung von Venus und Uranus • Klein Io vor Juptiter http://apod.nasa.gov/apod/ap120408.html 19 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Andere Sterne NTG • Größenvergleich: 5 Min http://www.youtube.com/watch?v=5Cra5Jk_U64 Größen Leuchtkraft Oberflächentemperatur 1 100 bis 2000 Sonnenradien 1 10000 bis 1 000 000 L(Sonne) 2000 bis 40 000 K • Ü3: Buch S. 179f lernen • WIS-Arbeitsblätter Entfernungsmessung http://www.wissenschaft-schulen.de/alias/material/ sterne-sind-weit-weg-wie-weit-eigentlich/1156161 20 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Spektralklassen NTG • em-Spektrum und seine Anwendungen http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?em_spectrum • Arten von Spektren http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?illustrating_ kirchhofs_laws • Atomanregung und Emissionssprektrum http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?production_of_ emission_line 21 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Spektralklassen NTG • Spektralklassen (Leifi) http://www.leifiphysik.de/web_ph12/umwelt_technik/12sternentw/ spektralklassen.htm • Wärmespektrum http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?wiens_law • Emissionsspektrum und Dopplerverschiebung 1 http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?doppler_shift_ emission_line • Emissionsspektrum und Dopplerverschiebung 2 http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?star_motion_ doppler_effect • Spektroskopie von Doppelsternen http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?doppler_shift_ binary_system • Ü4: Buch S. 181 lernen 22 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Das Hertzsprung-Russel-Diagramm NTG • Verschieden Sterne http: //media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?stellar_populations • Hauptreihensterne erforschen http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?star_ properties_hr_diagram 23 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Das Hertzsprung-Russel-Diagramm NTG 24 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Das Hertzsprung-Russel-Diagramm NTG • Bonn javaHRD http://www.astro.uni-bonn.de/~javahrd/v071/ • hrd animat http://www.mhhe.com/physsci/astronomy/applets/Hr/frame.html • Ü5: Buch S. 182f lernen • Ü6: Buch S. 185/4 • Ü7: Buch S. 185/6 • Ü8: HRD 1-3 fertigmachen 25 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Die Milchstraße • Die Milchstraße (YT) 10 Min http://www.youtube.com/watch?v=joGgmXSaSfQ Die Milchstraße (Galaxis). . . ist das Sternensystem, in dem sich das Sonnensystem und weitere 300 · 109 Sterne befinden. Sie ist eine rotierende, spiralförmige Scheibe von etwa 100 000Lj Durchmesser. Das Sonnensystem befindet sich in einem der Spiralarme. • WIS-Arbeitsblätter Galaxieen http://www.wissenschaft-schulen.de/alias/material/ die-welt-der-galaxien-selbst-erforschen/1156170 26 / 32 Astronomie Kosmoglogie Aufbau des Universums Aufbau des Universums • 1010 http://www.youtube.com/watch?v=SnPUx5yUkQo • Scale of the universe http://htwins.net/scale2/ Aufbau Milliarden von Sternen (z.B. die Sonne) sind ist Galaxien (z.B. die Milchstraße) angeordnet, von denen es wiederum eine unvorstellbare Zahl gibt. Dazwischen sind riesige Bereiche, die fast keine (sichtbare) Materie enthalten. • GW S.32 oben • Doppelsterne http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?center_mass_ binary_star • Raumkrümmung http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?spacetime_mass_ rad_orbit 27 / 32 In diesem Abschnitt Klassische Astronomie Gesamtübersicht Die Kepler’schen Gesetze Kosmoglogie Begriffsbestimmung Aufbau des Universums Entwicklung des Universums Astronomie Kosmoglogie Entwicklung des Universums Sternentwicklung • (MA) Sternentwicklung der Sonne http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?stages_low_m_ death_seq • (MA) Entwicklung Massereicher Sterne http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?death_seq_of_ high-mass_star • Stern-Gas-Zyklus (MA) http: //media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?star_gas_star_cycle • Kollaps eines solaren Nebels (MA): 3 Min http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?collapse_of_ solar_nebula • Vom Urknall zu den Galaxien (MA): 3 Min http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_bennett_ecp_4/videos/lect_01_01.html 29 / 32 Astronomie Kosmoglogie Entwicklung des Universums Entwicklung des Universums • Film: Die 100 Größten Entdeckungen der Astronomie (7-10) • Ü9: Film zusammenfassen • Ü10: AB Großräumige Strukturen Arbeitsblaetter/GrossrauemigeStrukturen.pdf • Ü11: AB Standardmodell Arbeitsblaetter/Standardmodell.pdf • GW S.32 unten • Die Geburt des Universum /5 (10Min) http://www.youtube.com/watch?v=H3g6UxcN17c&feature=related • Die Geburt des Universum /5 (10Min) http://www.youtube.com/watch?v=H3g6UxcN17c&feature=related • Die Geburt des Universum 3/5 (10 Min) http://www.youtube.com/watch?v=H3g6UxcN17c&feature=related 30 / 32 • Die Geburt des Universum 4/5 (10 Min) Astronomie Kosmoglogie Entwicklung des Universums Extrasolares Leben • Extrasolare Planeten Rotverschiebung http://media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?determine_star_ velocty_vs_t • Extrasolare Planete, Verdunklung http: //media.pearsoncmg.com/aw/aw_0media_astro/if/if.html?planetary_transits • Zeitungsvgl. Entdeckungen Keppler 22b 31 / 32
