Grundkurs 12


Inhalt:

  1. Einführung
  2. Bewegungsvorgänge am Himmel und ihre Ursachen
  3. Die physikalische Natur der Körper im Planetensystem
  4. Die Sonne
  5. Messungen am Sternlicht
  6. Sternentwicklung
  7. Galaxien
  8. Kosmologie
  9. Astronomische Beobachtungen

1. EinführungFlammarion

1.1 Einführung in die Astronomie

1.2 Überblick über die Verteilung der Materie im Kosmos

1.3 Das elektromagnetische Spektrum.

Überblick über die Strahlung, die die Erde aus dem Weltall erreicht  

1.4 Die Geschichte der Astronomie.


2. Bewegungsvorgänge am Himmel und ihre Ursachen

2.1   Scheinbare tägliche Bewegung der Gestirne
2.2   Astronomische Koordinatensysteme
Systematische Einführung von Thomas Gebhardt
Sphärische Trigonometrie und astronomische Koordinaten.
2.3   Bewegung der Sonne durch die Ekliptik
2.4   Wechselnder Anblick des Sternhimmels im Jahreslauf
2.5   Bewegung der Planeten vor dem Fixsternhintergrund
Bestimmung der Position von Planeten.
2.6   Räumliche Anordnung der Planeten
2.7   Keplersche Gesetze
2.8   Newtonsches Gravitationsgesetz
2.9   Bestimmung des ErdbahnradiusSonnenfestival
2.10   Mondumlauf, Mondphasen, Finsternisse
Totale Sonnenfinsternis 1999
Beobachtung von Finsternissen.
2.11   Gezeiten
2.12   Anblick des Himmels in verschiedenen geografischen Breiten (Z)
2.13   Fernrohre, mechanische und optische Konstruktionsmerkmale (Z)
2.14   Wahre und mittlere Sonnenzeit, Zeitgleichung, Bau einer Sonnenuhr (Z)
Bestimmung der mittleren lokalen Sternzeit.
2.15   Computerberechnungen zu Bewegungen im Planetensystem (Z)

3. Die physikalische Natur der Körper im Planetensystem 

Die Neun Planeten - Eine Multimedia Tour durch das Sonnensystem von Bill Arnett, Michael Wapp et. al. 
Fotosammlungen verschiedener Körper bei der Arbeitsgemeinschaft Astronomie Rheda oder beim Hubble Raumteleskop.
Bilder verschiedener Raumsonden bei der NASA, zugriff per Datenbank.
3.1   Beschaffenheit der Mondoberfläche und ihre Deutung
Mondatlas mit ausführlicher Anleitung von Georg Dittié, Aufnahmen von der NASA.Saturn
Bestimmung von Mondberghöhen aus der Schattenlänge.
Messung der Mondentfernung. Internationales Projekt bei Bernd Huhn.
3.2   Überblick über die Eigenschaften der größten Planeten und ihrer Satelliten
Klickbarer Planeten-Atlas bei der NASA, mit deutscher Erläuterung bei Georg Dittié.
Neue Kartierung der Marsoberfläche bis zum Jahre 2002 - Mars Global Surveyor.
Die Mars Mission Pathfinder Pathfinder gut erklärt bei der DLR.
Die Mars Mission Pathfinder im englischen Original.
Mars im Projektunterricht: Die Mars-Akademie der Lincoln High School Buenos Aires.
Programm zur Positionsbestimmung der Jupitermonde.
Kleinkörper des Sonnensystems.
Über Planeten schreiben: Projekt mit anschaulichen Referaten am Leibniz-Gymnasium oder das Science Fiction Writing Project im Oxnard School District
3.3   Planetoiden, Kometen, Meteorite (Z)
2028 - Sind wir noch zu retten? Zusammenfassung unserer Überlebenschancen bei bdw
Shoemaker/Levy trifft auf Jupiter:
Arbeitsblatt: Anhand von Fotos soll die Größe und damit die Bedeutung der Einschläge eingeschätzt werden.
Fotos und Animationen bei Uwe Riehms.
Planetensystem
Gut sortierte Fotos bei SEDS.
Komet Hale-Bopp:

Schöne und ausführliche Erklärungen samt Bildersammlung bei der Uni Innsbruck.
Filmchen von Hale-Bopp bei der Uni Tulsa.
Kanadische Seite über Einschläge von Meteoriten.
Die NASA läßt sich in die Karten schauen: Material für Schüler zur Galileo Mission.

4. Die Sonne

Grundlegendes über die Sonne am Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik (KIS) Freiburg.
Aktuelle Aufnahmen der Sonne in allen möglichen Wellenlängen bei der NASA.
Jo Bruls vom KIS hat aus Aufnahmen verschiedener Wellenlängen kleine Zuckelfilmchen zusammengestellt.
4.1   Masse, Durchmesser, Rotation und Randverdunkelung der Sonne
Das Freiburger KIS macht fast täglich ein Bild der Sonne im H-Alpha-Licht. Die Sammlung der letzten 12 Aufnahmen eignen sich - neben eigenen Bildern - gut zur Beobachtung der (differentiellen) Sonnenrotation sowie der Randverdunklung.
Zur Auswertung solcher Aufnahmen bietet Peter Scheuermann ein Programm an.
4.2   Solarkonstante, StrahlungsleistungSonne
 
4.3   Vergleich der Sonneneinstrahlung mit anderen Energieumsetzungen auf der Erde
4.4   Strahlungsgesetze des Schwarzen Körpers
4.5   Oberflächentemperatur der Sonne
4.6   Temperatur, Dichte, Druck und Aggregatzustand des Sonneninnern
4.7   Energieerzeugung im Zentralgebiet der Sonne
Anregung zu einer Unterrichtsstunde bei Peter Scheuermann.
4.8   Energietransport vom Zentrum der Sonne zur Oberfläche
4.9   Photosphäre, Granulation
Aufnahme der Granulation am KIS mit Erklärung.
4.10   Sonnenspektrum (Z)
Peter Scheuermann hat einiges Unterrichtsmaterial zusammengestellt.
Hier lassen sich auch die Aufnahmen der NASA (s.o.) gut einsetzen.
Im SUMER-Projekt wurde das ultraviolette Ende des Sonnenspektrums aufgenommen.
4.11   Korona und Sonnenwind (Z)
Ausführliches Material beim LASCO-Projekt.
Die Korona läßt sich besonders gut bei einer Sonnenfinsternis beobachten.
Segeln im Sonnenwind - Einführung von Jürgen H.
4.12   Die aktive Sonne, Flecken mit Zyklus, Protuberanzen, Eruptionen, solarterrestrische Beziehungen (Z)
Großaufnahme eines Sonnenflecks am KIS mit Erklärung.
Beobachtungen einiger Sonnenflecken, gezeichnet von Detlev Niechoys.
Sonnenfleckenzyklus am KIS.
Untersuchung von Feinstrukturen der Sonne, Artikel in SuW von Denker et al.

5. Messungen am Sternlicht

5.1   Messung von Sternörtern, Eigenbewegung, jährliche Parallaxe, trigonometrische Entfernungsbestimmung
Entfernungsbestimmung bei Thomas Gebhardt
5.2   Scheinbare und absolute Helligkeit
5.3   Strahlungsleistung (Leuchtkraft)
5.4   Farbindex und Temperatur oder Spektralklassen und Temperatur
5.5   Doppelsterne, Massenbestimmung bei Fixsternen (Z)
5.6   Portraits einzelner Sterne in Schülerreferaten (Z)

6. SternentwicklungSterngeburt M16

6.1   Hertzsprung-Russell-Diagramm oderFarben-Helligkeitsdiagramm

Entfernungsbestimmung bei Thomas Gebhardt
 
6.2   Masse-Leuchtkraft-Beziehung bei Hauptreihensternen
 
6.3   Überblick über die Sterntypen anhand des Zustandsdiagramms
6.4   Entwicklung von Sternen verschiedener Masse und ihre Darstellung als Wanderung des Sternpunktes im Diagramm
Im Sog der Schwarzen Löcher - lesenswerter Überblick bei Bild der Wissenschaft.Nova in Cyg
Das Schwarze Loch ;-) bei Jamiri.
 
6.5   Interstellare Materie, Dunkelwolken, Reflexionsnebel, Emissionsnebel
 
6.6   Bildung neuer Sterne durch Kontraktion interstellarer Materie, Infrarot

7. Galaxien

Der Messier-Katalog enthält eine Fülle von Bildern und Informationen - was das Herz begehrtM 100

über Sternhaufen, Nebel und Galaxien!
7.1   Die Milchstrasse als Großkreis an der Sphäre und als Sternsystem mit Scheibe und Halo
7.2   Räumliche Anordnung der wichtigsten Objekte im Milchstraßensystem
7.3   Differentielle Rotation und Spiralstruktur der Milchstraße
7.4   Die Nachbarsysteme: Magellansche Wolken, Andromedanebel
Entfernungsbestimmung bei Thomas Gebhardt
7.5   Haupttypen von Galaxien
Elliptische, spiralige und irreguläre Systeme
7.6   Galaxienhaufen
7.7   Aktive Galaxien und Quasare
7.8   Radioastronomie (Z)
7.9   Bewegungen im Milchstraßensystem (Z)
7.10   Integrale Eigenschaften von Galaxien (Leuchtkraft, Masse, Rotation) (Z)
7.11   Entfernungsschätzung bei weit entfernten Galaxien (Z)
7.12   Entstehung der Spiralstruktur (Z)

8. KosmologieGravitationslinsen

8.1   Rotverschiebung der Galaxienspektren
Deutung als Dopplereffekt
8.2   Hubble-Beziehung
Entfernungsbestimmung bei Thomas Gebhardt
8.3   Olberssches Paradoxon
8.4   Unmöglichkeit eines statischen Kosmos
8.5   Deutung der Fluchtbewegung der Galaxien als Expansion des Raumes
8.6   Urknall, Weltalter, primäre Entstehung chemischer Elemente
8.7   Weltmodelle der Newtonschen Kosmologie mit Ausblick auf die relativistische Kosmologie (Z)
         Ein aktueller Lehrgang in 4D-Wahrnehmung geht davon aus, dass es tatsächlich 4 Raumdimensionen gibt.
8.8   Physikalische und chemische Voraussetzungen der biologischen Evolution auf Himmelskörpern

9. Astronomische Beobachtungen

Dieser Abschnitt soll Anregungen zum Selbstbeobachten geben, aber auch Hinweise darauf,wie jenseits schulischer Möglichkeiten international beobachtet wird. Die folgendenAusgangspunkte halte ich für hilfreich. Wer bessere kennt, sage mir bitte Bescheid!

9.1   Abendbeobachtung von Sternbildern, hellen Fixsternen sowie der Planeten und der scheinbaren Drehung des Himmels
Bilder und Erklärungen zu den wichtigsten Sternbildern bei www.astronomie.de
 
9.2   Aufsuchen des Himmelsäquators, des Pols, der Ekliptik und der Milchstrasse am Nachthimmel
9.3   Feldstecherbeobachtung der Plejaden, der Krippe, des Orionnebels, des Andromedanebels und der Milchstrasse (Z)
Überblick über die Strahlung, die die Erde aus dem Weltall erreicht
9.4   Schätzen von Sternhelligkeiten
9.5   Fernrohrbeobachtung wichtiger Objekte
Mondoberfläche, Venusphasen, Jupitermonde, Saturnring, Doppelsterne, Offene Sternhaufen, Kugelsternhaufen, Planetarische Nebel, extragalaktische Systeme
9.6   Beobachtung von Sonnenflecken
Siehe auch Detailaufnahmen bei KIS.
9.7   Astrofotografie mit der Kleinbildkamera (Z)
Beispiele bei Frank Coburger
 
9.8   Aufsuchen heller Planeten am Taghimmel (Z)
9.9   Beobachtung von Sternbedeckungen durch den Mond (Z)
9.10   Bestimmen der Sonnenrotation (Z)
Siehe auch die täglichen Sonnenaufnahmen bei KIS.


© 2001 ZUM, zuletzt bearbeitet: Oktober 2001.


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