A Physical principle to distinguish Super-Earths and Sub

Sterngucker - Verwendung von
Teleskopen
Günther Wuchterl
Didaktik der Astronomie, WS 2011
7. Vorlesung, 30. Nov. 2011
Wozu Teleskope?
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Mehr Licht sammeln als das Auge (Pupille)
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Vergrößern
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Mehr Details (schärfere Bilder)
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Kontrast verstärken
•
Auf etwas zeigen (Sehrohr)
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Lichtschutz vor hellen Nachbarn (Sehrohr)
Mehr Licht - Durchmesser
•
Doppelter Durchmesser vervierfacht die
Lichtmenge;
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Grob: Doppelter Durchmesser ca. 2 mag
(Magnituden = Größenklassen);
10 x 8mm (Pupille) = 8cm ergibt ~ Faktor 100
mehr Licht, also 5 mag extra;
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Fernrohr als „Lichttrichter“ ist wichtigste
Funktion in der Astronomie
Vergrößern - Brennweite
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V. der Winkelausdehnung eines Objektes wie
Annäherung: Doppelter Winkel - 2x so nah;
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Kurze Brennweite – wie Normalobjektiv 50mm,
lange Brennweite wie Teleobjektiv 500mm;
1m: Standard- Hobbyteleskop;
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Vergrößerung= Objektivbrennweite durch
Okularbrennweite („Lupe“ am Fernrohrende);
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Vergrößern kostetet Licht (mehr Licht auf
größere Fläche bzw. größeren Raumwinkel);
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Vergrößern braucht ausreichend
Bilddetails
(Schärfe).
Mehr Details
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Auge erkennt Details von 1 Bogenminute (1') =
1/60 Grad = 1/30 Mond; Auge@Mond
Auge@Mond:: 30 px;
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Bildschärfe des Fernrohrs:
–
Durchmesser: Beugung am Loch (Öffnung)
Faustregel: 10cm ~ 1 Bogensekunde = 1 /
3600 Grad (60 mal besser als Auge)
–
Herstellungsqualität (klares Glas, glatte Spiegel)
–
Luftunruhe („Seeing“)
Faustregel: 2 Bogensekunden (2“, 2 arcsec);
(aber 5 –1“ kommen vor )
–
Zustand des Fernrohrs
(Justierung, Temp. Ausgleich).
Mehr Kontrast
•
Wir sehen Kontraste (Helligkeitsunterschiede)
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Kontraste optimieren:
–
Mehr Licht
–
Weniger Vergrößerung
–
Dunkler Hintergrund (Keine Himmelsaufhellung)
–
Extrem: Sirius vor Superhimmel: 22 mag zum
Himmel daneben = 3 10⁹ : 1 (Fernsehen 1:40)
–
Bilder stabilisieren (Luftunruhe/Fernrohr ruhig)
Welches Fernrohr?
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Linsen: Fernglas, Operngucker, klassisches
Fernohr: Vorteil: robust, Nachteil: viel Licht ist
teuer – Aufwand für große Linsen.
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Spiegel: Viel Licht um wenig Geld: Nachteil:
gute Aufstellung ist teuer; Schwere Spiegel,
tendenziell sperrig; brauchen Zeit zum kühlen.
Kompromiss: „Dobson“-Teleskop.
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Gemischte Systeme: Kompakt und viel Licht –
bequem aber teurer.
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Wichtig: Meist ist die Aufstellung („Montierung“)
der limitierende (Kosten)-Faktor
Fernrohr für Unterrichtsanwendung
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Fernglas/Operngucker auf Foto-Stativ
festzurren – ruhige Aufstellung holt Maximum
aus meist recht guten Optiken heraus;
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„Dobson“-Teleskop für Nebel und Galaxien falls
dunkler Himmel vorhanden (ab Stufe 6 von
sternhell.at bzw. Milchstraße oft deutlich) ;
•
Besondere Planetenbeobachtungen – sie
brauchen hohe Vergrößerung - auf Sternwarten
machen.
Was beobachten?
•
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Galileos Quartet (geht mit jedem Fernglas)
–
Mond mit Kratern
–
Phasen der Venus
–
Jupitermonde
–
Mit Filter dafür: Sonne
Sternhaufen:
–
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Galilei: Drei Gürtelsterne des Orion
–
Siebengestirn (Pleijaden)
–
Krippe im Krebs
Saturnringe (wenn die Optik reicht);
Durchführung
Guten Beobachtungsplatz suchen
•
–
Freier Blick wegen Orientierung
–
Windgeschützt (warm und kein Fernrohr-Gewackel)
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Fernrohr ausrichten und temperieren lassen
(Winter)
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Zuerst einfache/helle Objekte (Mond, Venus)
zwecks Augenadaption und „Sehschule“
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Geringe Vergrößerung
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Genug Zeit zum durchschauen, am besten ein
Instrument pro Person (Fernglas).
Zusammenfassung Sterngucker
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Fernglas/Operngucker ist der beste Einstieg;
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Galileos zentrale Beobachtungen klappen
damit;
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Das Drumherum ist wichtig;
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Viel Durchschauen wichtiger als besondere
Optik;
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Himmelsqualität entscheidend auch für
Fernrohr;
Übungen - Fernrohr
Didaktik der Astronomie für 7. Dez. 2011
1.Bestimmen
Bestimmen Sie das Gesichtsfeld Ihres
Fernglases – Durchmesser in Grad - durch
Vergleich mit Mond oder bekannten Sternen;
2.Skizzieren
Skizzieren Sie am Fernrohr/Fernglas
Mondkrater, Venusphase und Jupitermonde;
3.Bestimmen
Bestimmen Sie die Helligkeit der schwächsten
Sterne die Sie in den Plejaden oder Orions
Gürtel sehen können durch Vergleich mit
Stellarium;
4.(Zusatz)
(Zusatz) Wie groß sind die feinsten Details die
in Ihrem Fernrohr/Fernglas
erkennbar sind?