¨Ubungen zur Einführung in die Astronomie Anwesenheitsübungen V
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ab 19. November 2013 1 Übungen zur Einführung in die Astronomie PD Dr. J. Kerp Anwesenheitsübungen V Aufgabe 1: Teleskope 1. Zeichne einen Galilei-Refraktor und Cassegrain-Reflektor und den jeweiligen Strahlengang. 2. Was sind die Vorteile und Nachteile der jeweiligen Bauweise? Welche Bauweise wird heutzutage vorzugsweise verwendet? 3. Was ist der Vorteil von CCDs gegenüber Photoplatten? 4. Wie kann man mit einem CCD-Detektor mehrfarbige Bilder aufnehmen? Aufgabe 2: Solarkonstante 1. Die Leuchtkraft der Sonne beträgt L = 4 · 1026 W. Wie groß ist die Leistung pro Quadratmeter auf der Erde? Vernachlässige den Einfluss der Atmosphäre. Diese Größe definieren wir als Solarkonstante. 2. Wie groß müsste der Durchmesser der Erdumlaufbahn sein wenn man bei einer Verdopplung der Leuchtkraft die gleiche Solarkonstante erreichen möchte? 3. Wie groß ist der Unterschied in der Solarkonstate zwischen Aphel und Perihel des Mars? ( DAphel = 1, 66 AE, DPerihel = 1, 38 AE ) Aufgabe 3: Spektralbereiche 1. Ordne die folgenden Spektralbereiche nach ihrer Wellenlänge: Infrarot, Visuell, Gamma, Radio, Röntgen, Ultraviolett. 2. Beschreibe, was das obige Diagramm darstellt. 3. Bei welchen Wellenlängen kann man von der Erdoberfläche aus beobachten? 2 Aufgabe 4: Zur Planck-Funktion 1. Was ist ein Schwarzer Körper? 2. Ist ein Stern ein Schwarzer Körper? Die Plancksche Strahlungsformel B(ν, T ) dν = 2hν 3 hν (e kT − 1)−1 dν c2 ist bei gegebener Temperatur T eine Funktion der Frequenz ν. 3. Zeige, dass für hν/kT 1 die Wiensche Näherung hν 2hν 3 exp − 2 c kT B(ν, T ) = gültig ist. 4. Zeige, dass die Rayleigh-Jeans-Näherung B(ν, T ) = 2kT ν 2 c2 für hν/kT 1 anwendbar ist. Freiwillige Hausaufgabe Die freiwillige Hausaufgabe ist als fordernde Ergänzung zu den Anwesenheitsaufgaben gedacht, muss aber nicht bearbeitet werden. Eine Lösung hierzu wird in der folgenden Woche auf der Homepage verfügbar sein. Für Fragen und Tipps stehen wir natürlich gerne zur Verfügung. Der Stern Beteigeuze im Sternbild Orion ist ein Roter Riese. Es wird davon ausgegangen das er in, fr Astronomen, naher Zukunft (einige tausend Jahre) als Supernova explodieren wird. 1. Die Parallaxe von Beteigeuze beträgt 5.07 mas, berechne die Entfernung in Parsec 2. Wenn Beteigeuze als Supernova explodiert werden rund 1046 J an Energie freigesetzt. Wieviel Energie pro Quadratmeter wird auf der Erde registriert werden? Vergleiche diese prozentual mit der Energie pro Quadratmeter, welche die Sonne jährlich liefert. 3. Wieviel später als das Licht erreichen die Neutrinos, die den größten Anteil der Energie tragen, die Erde? Mache dir zunächst klar, wieviel langsamer als das Licht Neutrinos sind!
