Studiengang Physikalische Technik Astrophysik Klausur − 04.07

Fachhochschule Wiesbaden
Studiengang Physikalische Technik
Fachbereich 08 MNDU
Astrophysik
Klausur − 04.07.2002
Prof. Dr. M. Götz
Familienname:
Bewertung
Vorname:
Aufgabe
1
2
3
4
Vorr.
Matrikel-Nr.:
Unterschrift:
Punkte
Note
∑
Aufgabe 1:
(2 P)
Sie haben drei Teleskope zur Verfügung mit folgenden Eigenschaften:
Teleskop Nr.
Objektivdurchmesser D
Objektivbrennweite f
1
2
3
0,5 m
1m
2m
2m
5m
20 m
a) Welches Teleskop ist vorzugsweise zur Trennung eines Doppelsternsystems, bei dem die Komponenten einen sehr kleinen Winkelabstand haben,
einzusetzen? Begründung!
b) Welches Teleskop ist vorzugsweise zur Beobachtung eines lichtschwachen
Gasnebels (ausgedehntes Objekt) einzusetzen? Begründung!
Aufgabe 2:
Die Sonne hat eine scheinbare visuelle Helligkeit m v = −26,78mag .
(4 P)
a) Welche scheinbare Helligkeit hat die Sonne vom Planeten Neptun aus gesehen (Entfernung von der Sonne = 30 AE)?
b) Neptun hat in Opposition eine scheinbare visuelle Helligkeit
m v = +7,84mag . Welche scheinbare visuelle Helligkeit hätte er in Opposition, wenn er in der Entfernung Jupiters stünde (Entfernung Jupiter - Sonne
= 5,2 AE)?
Sonne
Erde
Bitte wenden
Planet in
Opposition
Aufgabe 3:
(5 P)
Bei der Beobachtung eines Doppelsternsystems stellt man eine periodische
Veränderung der Doppler-Verschiebung der Spektrallinien fest. Die Periodendauer ist T = 1,5 Tage . Die maximale Dopplerverschiebung beträgt bei der
einen Komponente ∆λ1 = 2, 4 ⋅ 10−4 ⋅ λ0 , bei der zweiten Komponente
∆λ2 = 1,1 ⋅ 10−3 ⋅ λ0 . Nehmen Sie im Folgenden an, dass die Neigung der Bahnebene gegen die Sichtlinie vernachlässigbar ist und die Bahnen der
Komponenten Kreisbahnen sind. Bestimmen Sie
a) die Bahngeschwindigkeiten beider Komponenten,
b) die Bahnradien beider Komponenten,
c) die Gesamtmasse des Doppelsternsystems,
d) die Massen der Einzelkomponenten.
Aufgabe 4:
An welchen Stellen der Erdoberfläche gelten jeweils die folgenden Aussagen?
(4 P)
a) Die tägliche Bewegung der Sterne erfolgt auf Kreisen parallel zum Horizont.
b) Die Sonne steht jährlich genau einmal im Zenit.
c) Der Himmelssüdpol hat eine Höhe von 30° über dem Horizont.
d) Alle Sterne mit Deklination δ > 50° sind zirkumpolar.
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