Beobachtungsinstrumente

Beobachtungsinstrumente
Präsentation von Isabelle Weber, Klasse 11
Das Teleskop
Gliederung
1. Erfindung „Das Teleskop“
2. Das Astronomische Fernrohr
2.1 Optisches Prinzip
2.2 Optische Fehler und ihre Beseitigung
2.3 „Luftfernrohre“
3. Das Spiegelteleskop
3.1 Probleme
4 Vergleich Spiegel- und Linsenteleskop
5. Cassegrain – Spiegelteleskop
6. Weiterentwicklung des Linsenteleskops
7. Beobachtungen
8. Weitere Teleskoparten
9. Das Röntgenteleskop
10. Infrarotastronomie
11. Das Radioteleskop
12. Quellen
Galileo Galilei
Das Wort Teleskop (griechisch tele – fern und skopein - betrachten)
ist gleichbedeutend mit Fernrohr.
Es ist ein optisches Gerät mit deren Hilfe von weiter entfernten
Gegenständen Bilder erzeugt werden.
Erfinder: Hans Lippershey
Erfindung: Teleskop
- keine große Resonanz
- Galileo begeistert
- verbessert die Erfindung
- baut Teleskop mit 20-30 facher Vergrößerung
- Namengeber für Teleskop: Galileisches Teleskop
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Astronomisches Fernrohr
Optisches Prinzip
Erfinder: Johannes Kepler (1571 - 1630)
- Kepler keine Entdeckungen → war kurzsichtig
- Heutige Linsenteleskope alle nach seinem Prinzip
Tubus
Okular
Optische Fehler und Beseitigung
1. Blau- und Rotfärbung
2. Unschärfen (v.a. am Rand)
„Luftfernrohre“
- v.a. im 17.Jh. verwendet
→ Keine besonderen Beobachtungen gemacht
Kleines Verhältnis → Objektivdurchmesser und Objektivbrennweite
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Das Spiegelteleskop
Erfinder:Isaak Newton
Erfindung: Spiegelteleskop („Newton-Teleskop“)
-1668
-Ersetzung Objektivlinse durch Hohlspiegel (konkav)
-Prinzip der Bildentstehung ist wie beim Spiegel mit Reflexion
Probleme beim Spiegelteleskop
Problem: Betrachtung
-Bild entsteht zwischen Spiegel und Objekt
-Betrachter würde im Teleskop stehen und Siegel verdecken
-Einsetzung von ebenen Sekundärspiegel (um 45° geneigt)
-Kurz vor Brennpunkt des 1.Spiegels
-Licht wird aus Teleskoptubus 90° heraus reflektiert
-Betrachtung von unten
Tubus
FangSpiegel
HauptSpiegel
F
Okular
Vergleich Linsen- und Spiegelteleskop im 18. Jh.
Linsenteleskop
Spiegelteleskop
Sehr teuer
Relativ billig
Schwer im
größeren
Durchmesser
herstellbar
Leicht im größeren
Durchmesser
herstellbar
Cassegrain - Spiegelteleskop
Verbesserung des Newton – Teleskops
Entwicklung: Guillaume Cassegrain (1629 - 1693)
-Platzierung Sekundärspiegel in Mitte der Brennweite
-Vorteil: „gefaltete“ Brennweite → Halbierung Tubuslänge
- geringeres Gewicht
Zweitspiegel
Hauptspiegel
Spiegelteleskop war überlegen
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Weiterentwicklung des Linsenteleskops
John Dollond (1706 - 1761)
-Entwicklung: achromatisches Linsenfernrohr
Beobachtungen
William Herschel (1738 - 1822)
-Entdeckung des Uranus (1781) und Monde, Versuch der
Ergründung der Struktur der Milchstraße, Nebelflecken
bestehen aus verteilter Materie
- Spiegelteleskop mit Siegeldurchmesser 1,2 m und
Brennweite von 12 m
-Chester Moor Hall (1703 - 1771)
-Entdeckung: verschiedene Glassorten vereinen Farben
-1. Linse aus Kronglas, 2. Linse aus Flintglas
→Gläser haben unterschiedliche Brecheigenschaften
-Joseph von Fraunhofer (1787 - 1826)
-Abstand zwischen Linsenelementen erhöht Qualität
Beobachtungen
William Parsons (1800 - 1867)
-Entdeckung Spiralstruktur der Galaxien
-Siegel von 1,8 m
Beobachtungen
William Lassell
- Spiegelteleskop
- entdeckte Neptunmond Triton
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Beobachtungen
Percival Lowell (1855 - 1916)
-Entwicklung eines der größten Linsenteleskope der Erde 1896
-Marsbeobachtungen
-Suche nach „Planeten X“ (Transneptun) → Name: Pluto
Weitere Teleskoparten
- Röntgenteleskope
- Infrarotteleskope
- Radioteleskope
Unterscheidung:
→ Nach Frequenzspektrum bzw. Wellenlängenbereich der
elektromagnetischen Strahlung
Das Röntgenteleskop
-Beobachtungen im Röntgenbereich (von Erde normalerweise
nicht möglich) → Atmosphäre nicht durchlässig
-meist in Weltraumobservatorien
-besondere Materialien für Bau notwendig → Fehlen
Bsp.:Röntgenteleskop der ESA,
Supernova- verursacht
geheimnisvolle
Gammastrahlenausbrüche
Spätere Röntgenteleskope:
Erfinder: Hans Wolter
Name: Wolter-Teleskope
- Nutzung Totalreflektion von Röntgenstrahlen bei streifendem
Einfall
Infrarotastronomie
= experimenteller Teilbereich
- Nutzung ausgesandter Infrarotstrahlung von astronomischen
Objekten
3 Beobachtungsbereiche:
1. Nahe Infrarot (ca. 700 nm – 4 µm)
2. Mittlere Infrarot (4 – 40 µm)
3. Ferne Infrarot (40 – 300 µm)
Unterteilung in Wellenlängenbänder
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Das Radioteleskop
Beispiele für Infrarotteleskope
Beispiel:
Spitzer Space Telescope (SST)
seit 2003 im Weltraum
Besonderheiten:
1. Durchdringung von interstellarem Staub
2. Beobachtung kalter Objekte
3. Beobachtung bei hoher Rotverschiebung
Beobachtungsobjekte und wissenschaftliche Ziele:
- Planeten, Monde, Kometen, Asteroiden unseres Sonnensystems
- Eigenschaften von transneptunischen Objekten des Kuipergürtels
und der Oortschen Wolke
= Beobachtung astronomischer Objekte , die elektromagnetische
Wellen im Spektralbereich der Radiowellen ausstrahlen
Typisches
Radioteleskop-Array
(Ryle Telescope,
Universität Cambridge)
Vergleich Radioteleskop
Unbewegliches
Teleskop
Kann nicht gedreht
werden
Parabolantenne meist
auf Zenit
Begrenzter
Empfangsbereich
v.a. in Amerika im
Meter- bis
Zentimeterbereich
Bewegliches
Teleskop
Drehbar
Drehbar
Erheblich größerer
Empfangsbereich
In Schweiz KOSMA,
Spanien IRAM im
Millimeterbereich
Very Large Array (New
Mexico)
Quellen
Internet:
- www.astronomie.de
- www.wikipedia.org/wiki/Teleskop
- www.zeiss.de (Galileo)
- www.esa.int/images/spacecraftXMM,1.jpg
Ende
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