Studiengang Physikalische Technik Astrophysik Klausur − 03.07

Fachhochschule Wiesbaden
Studiengang Physikalische Technik
Fachbereich 08 MNDU
Astrophysik
Klausur − 03.07.2003
Prof. Dr. M. Götz
Familienname:
Bewertung
Vorname:
Aufgabe
1
2
3
4
Vorr.
Matrikel-Nr.:
Unterschrift:
Punkte
Note
∑
Aufgabe 1:
(2 P)
Die sog. Ha -Linie (Übergang von n=2 nach n=1 beim Wasserstoffatom) hat die
Ruhewellenlänge λ = 656,3 nm .
a) Wo liegt die (verschobene) Ha -Linie bei einem Stern, der sich mit
v = 100 km s -1 auf die Erde zu bewegt?
b) Wo liegt sie bei einem Objekt, das sich mit v = 0,3 ⋅ c (also 30 % der
Lichtgeschwindigkeit) von uns weg bewegt?
Aufgabe 2:
(5 P)
Von dem Stern Aldebaran im Stier sind folgende Daten gegeben:
Scheinbare visuelle Helligkeit m v = 1,06mag
Effektivtemperatur Teff = 4100 K
Entfernung r = 21 pc
a) Bei welcher Wellenlänge liegt das Intensitätsmaximum der Strahlung?
b) Berechnen Sie die Flächenhelligkeit (Einheit W m-2 ).
c) Berechnen Sie die absolute visuelle Helligkeit M v .
d) Die absolute visuelle Helligkeit der Sonne beträgt M v, Θ = 4,87 mag . Geben
Sie die Leuchtkraft L Aldebarans als Vielfaches der Sonnenleuchtkraft an.
e) Berechnen Sie den Radius Aldebarans.
Bitte wenden
Aufgabe 3:
Von dem Jupitermond Ganymed sind folgende Daten gegeben:
Bahnradius a = 1,07 ⋅10 6 km
(3 P)
Umlaufzeit T = 7,15 Tage
Radius R = 5262 km
a) Berechnen Sie die Jupitermasse (Sie dürfen annehmen, dass die Jupiter
masse sehr viel größer als die Masse Ganymeds ist).
b) Die Umlaufzeit des Jupitermondes Kallisto beträgt T = 16,69 Tage . Wie
groß ist sein Bahnradius?
Aufgabe 4:
Gegeben sind die folgenden Sterne:
(5 P)
Rektaszension a
Deklination d
Stern 1
5 h 14 m 50 s
+45° 58´ 27´´
Stern 2
19 h 49 m 34 s
+8° 48´04 ´´
Stern 3
13 h 23 m 52 s
-11° 01´ 53´´
Stern 4
6 h 23 m 24 s
-52° 40´ 54´´
Welche(r) Stern(e) ist/sind
a) von einem Ort bei einer geographischen Breite von 50° prinzipiell beobachtbar?
b) Von einem Ort bei einer geographischen Breite von 50° zirkumpolar?
c) Einem astronomischen Kalender entnehmen Sie die Sternzeit für 21:00 Uhr
MESZ und 15° östlicher Länge: θ = 14 h 33 m 0 s . Welchen Stundenwinkel
hat Stern 1 um 22:00 MESZ an einem Ort bei 10° östlicher Länge?
(Hinweis. Ein Sterntag dauert 23 h 56 m 4 s)
Umrechnungsfaktoren und Konstanten:
m
s
Lichtgeschwindigkeit:
c = 3,00 ⋅ 108
Gravitationskonstante:
G = 6,67 ⋅ 10 −11 N m 2 kg −2
Sonnenmasse:
M Sonne = 1,99 ⋅ 1030 kg
Sonnenradius:
RSonne = 6,96 ⋅ 108 m
Astronomische Einheit:
1 AE = 1,49 ⋅1011 m