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Energieversorgung des Marsrovers
von NASA [Public domain], via Wikimedia Commons Abb. 1 Mars Rover Sojourner Die Stromverorgung des 11,5 kg schweren Marsrovers besteht aus…
Zur Aufgabevon NASA [Public domain], via Wikimedia Commons Abb. 1 Mars Rover Sojourner Die Stromverorgung des 11,5 kg schweren Marsrovers besteht aus…
Zur AufgabeTerrorismus im All
Angenommen, Weltraumterroristen würden die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne anhalten; die Tangentialgeschwindigkeit der Erde wäre also…
Zur AufgabeAngenommen, Weltraumterroristen würden die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne anhalten; die Tangentialgeschwindigkeit der Erde wäre also…
Zur AufgabeAsteroidengürtel
a) Nasa, überarbeitet: Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Position des…
Zur Aufgabea) Nasa, überarbeitet: Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Position des…
Zur AufgabeErduntergang
Angenommen, du lebst auf dem Mond. Die Erde steht an deinem Standpunkt direkt über dir. Wie lang würde es dann dauern bis die Erde hinter…
Zur AufgabeAngenommen, du lebst auf dem Mond. Die Erde steht an deinem Standpunkt direkt über dir. Wie lang würde es dann dauern bis die Erde hinter…
Zur AufgabeUmlaufdauer eines Satelliten
[Public Domain] NASA Abb. 1 Bild eines SatellitenBerechne die Umlaufdauer \(T\) und Geschwindigkeit \(v\) eines Satelliten, der die Erde…
Zur Aufgabe[Public Domain] NASA Abb. 1 Bild eines SatellitenBerechne die Umlaufdauer \(T\) und Geschwindigkeit \(v\) eines Satelliten, der die Erde…
Zur AufgabeSatellitengeschwindigkeit
[Public Domain] NASA Abb. 1 Bild eines Jason 1 SatellitenEin Satellit bewegt sich auf einer Ellipsenbahn um die Erde. Sein erdnächster…
Zur Aufgabe[Public Domain] NASA Abb. 1 Bild eines Jason 1 SatellitenEin Satellit bewegt sich auf einer Ellipsenbahn um die Erde. Sein erdnächster…
Zur AufgabeAbgeschaltete Schwerkraft
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Veranschaulichung des zweiten Keplerschen GesetzesDas zweite Keplersche Gesetz besagt, dass der Fahrstrahl…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Veranschaulichung des zweiten Keplerschen GesetzesDas zweite Keplersche Gesetz besagt, dass der Fahrstrahl…
Zur AufgabeJahreszeiten
Abb. 1 Jahreslauf der Erde um die SonneDie Rotationsachse der Erde ist unter \(\varphi = 66{,}5^\circ \) gegen die Ebene der Erdbahn geneigt und zeigt…
Zur AufgabeAbb. 1 Jahreslauf der Erde um die SonneDie Rotationsachse der Erde ist unter \(\varphi = 66{,}5^\circ \) gegen die Ebene der Erdbahn geneigt und zeigt…
Zur AufgabeGrafische Bestätigung des dritten KEPLERschen Gesetzes
Benutzen Sie für die Lösung der folgenden Aufgabe die Himmelskörper-Tabelle. …
Zur AufgabeBenutzen Sie für die Lösung der folgenden Aufgabe die Himmelskörper-Tabelle. …
Zur AufgabeWettersatelliten
[Public Domain] ESA Abb. 1 Darstellung eines WettersatellitenDer Wettersatellit Meteosat 8 umkreist die Erde auf einer Bahn in der…
Zur Aufgabe[Public Domain] ESA Abb. 1 Darstellung eines WettersatellitenDer Wettersatellit Meteosat 8 umkreist die Erde auf einer Bahn in der…
Zur AufgabeKomet HALLEY
NASA W. Liller Abb. 1 Komet HalleyKometen sind mit riesigen, schmutzigen Schneebällen vergleichbare Körper von einigen Kilometern…
Zur AufgabeNASA W. Liller Abb. 1 Komet HalleyKometen sind mit riesigen, schmutzigen Schneebällen vergleichbare Körper von einigen Kilometern…
Zur AufgabeCepheiden und Quasare (Abitur BY 2000 GK A6-2)
a)Für einen Cepheiden in der Galaxie M 33 wurde aus Messungen die nebenstehende Helligkeitskurve ermittelt. Bestimmen Sie damit die Entfernung der…
Zur Aufgabea)Für einen Cepheiden in der Galaxie M 33 wurde aus Messungen die nebenstehende Helligkeitskurve ermittelt. Bestimmen Sie damit die Entfernung der…
Zur AufgabeAndromeda-Galaxie (Abitur BY 2008 GK A6-2)
Die Andromeda-Galaxie ist eine Scheibengalaxie, die der Milchstraße ähnlich ist. Für die folgenden Überlegungen soll von einer kreisförmigen Scheibe…
Zur AufgabeDie Andromeda-Galaxie ist eine Scheibengalaxie, die der Milchstraße ähnlich ist. Für die folgenden Überlegungen soll von einer kreisförmigen Scheibe…
Zur AufgabeElektra (Abitur BY 2009 GK A6-1)
Die Plejaden (siehe rechts) sind ein bekannter offener Sternhaufen im Sternbild Stier. Zu diesem Sternhaufen gehört der Hauptreihenstern Elektra, der…
Zur AufgabeDie Plejaden (siehe rechts) sind ein bekannter offener Sternhaufen im Sternbild Stier. Zu diesem Sternhaufen gehört der Hauptreihenstern Elektra, der…
Zur Aufgabea) Planetenbilder von der NASA CWitte …
Zur AufgabeGrößenverhältnisse
CC BY-SA 3.0 / Michael Fowler (http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/) …
Zur AufgabeCC BY-SA 3.0 / Michael Fowler (http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/) …
Zur AufgabeGALILEIsche Monde und das dritte KEPLERsche Gesetz
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze von GALILEIs Beobachtungen der Jupitermonde zwischen dem 7. und 13.1.1610In der Skizze in Abb. 1 sind die…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze von GALILEIs Beobachtungen der Jupitermonde zwischen dem 7. und 13.1.1610In der Skizze in Abb. 1 sind die…
Zur AufgabeBeteigeuze (Abitur BY 1998 GK A6-2)
Entwicklung eines Überriesen Beteigeuze ist ein sogenannter Überriese mit einer Masse von etwa 20 Sonnenmassen. Er hat sein Hauptreihenstadium…
Zur AufgabeEntwicklung eines Überriesen Beteigeuze ist ein sogenannter Überriese mit einer Masse von etwa 20 Sonnenmassen. Er hat sein Hauptreihenstadium…
Zur AufgabeOrientierung mit Hilfe des Polarsterns (Nordstern)
- Der Polarstern steht nahe des Himmelsnordpols und lässt sich daher zur Bestimmung der geographischen Nordrichtung nutzen
- Die Höhe \(h\) des Polarsterns über dem Horizont ist gleich der geographischen Breite \(\varphi\) des Beobachters.
- Der Polarstern steht nahe des Himmelsnordpols und lässt sich daher zur Bestimmung der geographischen Nordrichtung nutzen
- Die Höhe \(h\) des Polarsterns über dem Horizont ist gleich der geographischen Breite \(\varphi\) des Beobachters.
Entwicklung schwerer Sterne
- Massereiche Sterne der Hauptreihe kollabieren unter ihrer eigenen Gravitation, wenn im Kern kein Energiegewinn mittels Fusion mehr möglich ist.
- Neutronensterne besitzen kleine Radien von etwas \(10\) bis \(13\,\rm{km}\) und eine extrem hohe Dichte.
- Schnell rotierende Neutronensterne können gerichtete Radiostrahlung aussenden, die bei günstiger geometrischer Lage auf der Erde detektiert werden können. Solche Sterne nennt man Pulsare.
- Massereiche Sterne der Hauptreihe kollabieren unter ihrer eigenen Gravitation, wenn im Kern kein Energiegewinn mittels Fusion mehr möglich ist.
- Neutronensterne besitzen kleine Radien von etwas \(10\) bis \(13\,\rm{km}\) und eine extrem hohe Dichte.
- Schnell rotierende Neutronensterne können gerichtete Radiostrahlung aussenden, die bei günstiger geometrischer Lage auf der Erde detektiert werden können. Solche Sterne nennt man Pulsare.
Dunkle Materie und Dunkle Energie
- Nur etwa 4,9% der im Universum enthaltenen Masse besteht aus den Standardteilchen der Elementarteilchenphysik
- 26,8% bestehen aus Dunkler Materie, die zur Masse von Galaxien beiträgt und rein gravitativ wechselwirkt.
- 68,3% bestehen aus sog. Dunkler Energie die mit negativem Druck einhergeht und bestrebt ist, den Raum auszudehnen.
- Nur etwa 4,9% der im Universum enthaltenen Masse besteht aus den Standardteilchen der Elementarteilchenphysik
- 26,8% bestehen aus Dunkler Materie, die zur Masse von Galaxien beiträgt und rein gravitativ wechselwirkt.
- 68,3% bestehen aus sog. Dunkler Energie die mit negativem Druck einhergeht und bestrebt ist, den Raum auszudehnen.
Kosmologie und Standardmodell
- Die Kosmologie beschäftigt sich mit dem derzeitigen Aufbau und der zeitlichen Entwicklung, also der Geschichte des Universums
- Das sog. Standardmodell der Kosmologie ist die anerkannteste Theorie über die Entwicklung des Universums und geht von einem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren aus.
- Die Kosmologie beschäftigt sich mit dem derzeitigen Aufbau und der zeitlichen Entwicklung, also der Geschichte des Universums
- Das sog. Standardmodell der Kosmologie ist die anerkannteste Theorie über die Entwicklung des Universums und geht von einem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren aus.
Energie im Gravitationsfeld
- Die Arbeit im Gravitationsfeld ist \(W =E_{\rm{pot,End}}-E_{\rm{pot,Anfang}}= - G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{{{r_E}}} + G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{{{r_A}}}\)
- Im freien Weltall besitzen Körper keine potentielle Energie, es gilt: \(E_{\rm{pot,}\infty}=0\).
- Allgemein gilt für die Fluchtgeschwindigkeit von einem Körper \(v_{\rm{Flucht}}=\sqrt {\frac{{2 \cdot G \cdot M}}{r}}\)
- Die Fluchtgeschwindigkeit der Erde ist \(v_{\rm Flucht}= 11{,}2\,\rm{\frac{km}{s}}\)
- Die Arbeit im Gravitationsfeld ist \(W =E_{\rm{pot,End}}-E_{\rm{pot,Anfang}}= - G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{{{r_E}}} + G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{{{r_A}}}\)
- Im freien Weltall besitzen Körper keine potentielle Energie, es gilt: \(E_{\rm{pot,}\infty}=0\).
- Allgemein gilt für die Fluchtgeschwindigkeit von einem Körper \(v_{\rm{Flucht}}=\sqrt {\frac{{2 \cdot G \cdot M}}{r}}\)
- Die Fluchtgeschwindigkeit der Erde ist \(v_{\rm Flucht}= 11{,}2\,\rm{\frac{km}{s}}\)
HERTZSPRUNG-RUSSELL-Diagramm
- Das Hertzsprung-Russell-Diagramm zeigt grob die Verteilung der Sterne über ihre Entwicklungsstadien.
- Im Diagramm zeigen sich verschiedene charakteristische Bereiche.
- An der Position eines Sterns im HRD kann man meist seinen Entwicklungszustand ablesen.
- Das Hertzsprung-Russell-Diagramm zeigt grob die Verteilung der Sterne über ihre Entwicklungsstadien.
- Im Diagramm zeigen sich verschiedene charakteristische Bereiche.
- An der Position eines Sterns im HRD kann man meist seinen Entwicklungszustand ablesen.
Monat
- Ein synodischer Monat ist die Zeit von einer Mondphase bis zu ihrer Wiederkehr.
- Ein siderischer Monat ist die Zeit für einen vollen Umlauf des Mondes um die Erde gegenüber dem Sternenhintergrund.
- Ein synodischer Monat ist die Zeit von einer Mondphase bis zu ihrer Wiederkehr.
- Ein siderischer Monat ist die Zeit für einen vollen Umlauf des Mondes um die Erde gegenüber dem Sternenhintergrund.
Kosmische Hintergrundstrahlung
- Diese kosmische Hintergrundstrahlung ist kurz nach dem Urknall entstandene Strahlung im Mikrowellenbereich.
- Ihr Auftreten stützt das Standardmodell (Urknalltheorie), da sie theoretisch vorhergesagt wurde.
- Fluktuationen in der Hintergrundstrahlung geben Hinweise auf die Zusammensetzung des Universums aus Materie, Dunkler Materie und Dunkler Energie.
- Diese kosmische Hintergrundstrahlung ist kurz nach dem Urknall entstandene Strahlung im Mikrowellenbereich.
- Ihr Auftreten stützt das Standardmodell (Urknalltheorie), da sie theoretisch vorhergesagt wurde.
- Fluktuationen in der Hintergrundstrahlung geben Hinweise auf die Zusammensetzung des Universums aus Materie, Dunkler Materie und Dunkler Energie.
Himmelskugel
- Die Himmelskugel ist eine scheinbare, den Beobachter allseitig umgebende Kugel mit beliebig großem Radius, auf welche die Gestirne projiziert werden, sodass Positionsangaben möglich sind.
- Himmelsnordpol, Himmelssüdpol, Himmelsäquator entsprechen ihren irdischen Gegenstücken, sind nur auf die Himmelskugel projiziert.
- Himmelsdistanzen werden stets in Winkeln angegeben, da ist die Polhöhe \(h_{\rm{P}}\) gleich der geographischen Breite \(\varphi\) des Beobachters und die Äquatorhöhe \(h_{\rm{A}}=90^{\circ}-\varphi \)
- Die Himmelskugel ist eine scheinbare, den Beobachter allseitig umgebende Kugel mit beliebig großem Radius, auf welche die Gestirne projiziert werden, sodass Positionsangaben möglich sind.
- Himmelsnordpol, Himmelssüdpol, Himmelsäquator entsprechen ihren irdischen Gegenstücken, sind nur auf die Himmelskugel projiziert.
- Himmelsdistanzen werden stets in Winkeln angegeben, da ist die Polhöhe \(h_{\rm{P}}\) gleich der geographischen Breite \(\varphi\) des Beobachters und die Äquatorhöhe \(h_{\rm{A}}=90^{\circ}-\varphi \)
Lauf der Gestirne
- Die Deklination \(\varphi\) gibt die Höhe über der Äquatorebene an.
- Die obere Kulmination beschreibt die größte Höhe eines Sterns, die untere Kulmination die geringste Höhe.
- Sterne, die sich am Beobachtungsort immer über der Horizontebene befinden, nennt man Zirkumpolarsterne.
- Die Deklination \(\varphi\) gibt die Höhe über der Äquatorebene an.
- Die obere Kulmination beschreibt die größte Höhe eines Sterns, die untere Kulmination die geringste Höhe.
- Sterne, die sich am Beobachtungsort immer über der Horizontebene befinden, nennt man Zirkumpolarsterne.
Sonnenspektrum
- Das von der Sonne kommende Licht ähnelt dem Spektrum eines schwarzen Körpers.
- Das Maximum der Strahlung liegt bei etwa \(550\,\rm{nm}\), also im Bereich von blau-grünem Licht.
- Im Sonnenspektrum zeigen sich viele Absorptionslinien (FRAUNHOFER-Linien), die Rückschlüsse z.B. auf die Zusammensetzung unsere Atmosphäre ermöglichen.
- Das von der Sonne kommende Licht ähnelt dem Spektrum eines schwarzen Körpers.
- Das Maximum der Strahlung liegt bei etwa \(550\,\rm{nm}\), also im Bereich von blau-grünem Licht.
- Im Sonnenspektrum zeigen sich viele Absorptionslinien (FRAUNHOFER-Linien), die Rückschlüsse z.B. auf die Zusammensetzung unsere Atmosphäre ermöglichen.
Astronomische Koordinatensysteme
- Für die Orientierung auf der Himmelskugel gibt es zwei unterschiedliche Beschreibungen: das Horizontsystem und das Äquatorialsystem.
- Das Horizontsystem wird bei Fernrohren genutzt, deren Grundplatte parallel zum Erdboden steht, also azimutal montiert ist.
- Das Äquatorialsystem wird genutzt, wenn sich das Fernrohr um eine Achse parallel zur Erdachse dreht, also parallaktisch (äquatorial) montiert ist.
- Für die Orientierung auf der Himmelskugel gibt es zwei unterschiedliche Beschreibungen: das Horizontsystem und das Äquatorialsystem.
- Das Horizontsystem wird bei Fernrohren genutzt, deren Grundplatte parallel zum Erdboden steht, also azimutal montiert ist.
- Das Äquatorialsystem wird genutzt, wenn sich das Fernrohr um eine Achse parallel zur Erdachse dreht, also parallaktisch (äquatorial) montiert ist.