Arbeitsblatt: Arbeitsmittel der Astronomen

Thema  Astronomie,  Sommer  2009     Name:  _   ARBEITSMITTEL  DER  ASTRONOMEN   Die  wichtigste  Information,  die  wir  dem  Licht  der  Sterne  entnehmen  können,  ist  die  Richtung,  aus  der   es  kommt.  Bei  den  Wandelsternen  (Planeten)  ändert  sich  die  Herkunftsrichtung,  bei  den  Fixsternen   nicht.  Das  Licht  informiert  also  über  die  Positionen  der  Sterne.     Die  zweite  Information,  die  ein  Lichtstrahl  in  sich  birgt,  besteht  in  den  verschiedenen  Helligkeiten  der   Objekte.  Dass  die  Sonne  viel  heller  strahlt  als  die  Sterne,  ist  natürlich  schon  immer  bekannt  gewesen.   Doch  auch  die  unterschiedliche  Helligkeit  der  Sterne  konnte  bald  bei  aufmerksamer  Betrachtung  des   Himmels  entdeckt  werden.  Schon  im  antiken  Griechenland  haben  die  grossen  Astronomen  die  Sterne   deshalb  verschiedenen  Grössenklassen  zugeordnet.      Diese  Zuteilung  wurde  lange  beibehalten,  bis  um  Mitte  des  19.  Jahrhunderts  die  Spektralanalyse   neue  Erkenntnisse  zuliess.  Dabei  wird  das  von  den  Sternen  kommende  Licht  durch  Glasprismen   zerlegt  und  ein  Spektrum  des  Lichts  entsteht.  Man  fand  bald  heraus,  dass  man  Sterne  je  nach   Temperatur  in  drei  Klassen  einteilen  konnte,  die  eindeutig  mit  den  Farben  zusammenhängen:           Temperatur:         EXPERIMENT     Material:       Meine  Beobachtung:     Meine  Erklärung:       Thema  Astronomie,  Sommer  2009     Name:  _   VOM  SCHATTENSTAB  ZUM  RIESENSPIEGEL   Das  einfachste  und  wohl  älteste  astronomische  Beobachtungsinstrument  ist  der  Schattenstab,  auch   Gnomon  genannt.  Damit  wurde  beispielsweise  die  tägliche  Bewegung  der  Sonne  verfolgt.  Auch  mit   anderen,   vergleichsweise   einfachen   Peilinstrumenten   erzielten   die   Astronomen   früher   erstaunliche   Ergebnisse.   Heute   ist   die   moderne   Astronomie   ohne   Fernrohre   jedoch   nicht   mehr   denkbar.   Mit   ihrer   Hilfe   können   Bilder   von   weit   entfernten   Gegenständen   erzeugt   werden.   Im   Laufe   der   Jahr   wurden   so   ganz   neue   Erkenntnisse   möglich:   Planeten   konnten   erstmals   nicht   mehr   nur   als   Lichtpunkte   wahrgenommen   werden,   Sonnenflecken   wurden   entdeckt   und   die   Milchstrasse   konnte   in   Einzelsterne  aufgelöst  werden.   LINSENFERNROHR   Das   Linsenfernrohr   (Refraktor)   wurde   um   das   Jahr   1600   herum   erfunden.   Diese   neue   Erfindung   breitete   sich   rasch   aus   und   drang   bald   auch   zu   dem   damals   45-‐jährigen   GALILEO   GALILEI   (1564-‐1642),   Professor   der   Physik   an   der   Universität   zu   Padua.   GALILEI   baute   das   Linsenfernrohr   nach   und   verwendete  es  als  Erster  bei  astronomischen  Beobachtungen.  Er  entdeckte   u.  a.  vier  Jupitermonde  (die  galileischen  Monde)  sowie  Berge  und  Täler  auf   dem  Mond.   Die   wesentlichen   Leistungen   eines   astronomischen   Fernrohres   bestehen   zum  einen  darin,  dass  weit  entfernte  Objekte  größer  abgebildet  werden  als   bei   der   Betrachtung   mit   bloßem   Auge.   Zum   anderen   wird   das   Licht   durch   eine  größere  Fläche  gesammelt  und  das  beobachtete  Objekt  erscheint  uns   damit   heller   als   bei   Betrachtung   mit   bloßem   Auge.   Über   Umwege   konnte   auch   JOHANNES   KEPLER   (1571-‐1630)  ein  galileisches  Fernrohr  elf  Tage  lang  testen.  Im  Jahr  1611  schrieb  er  eine  theoretische   Abhandlung,   in   der   er   ein   Fernrohr   mit   zwei   Sammellinsen   beschrieb.   Es   liefert   wegen   seiner   konvexen   Okularlinsen   ein   seitenverkehrtes,   auf   dem   Kopf   stehendes   Bild,   weil   die   Richtung   der   Strahlen  in  der  Okularlinse  bezüglich  der  optischen  Achse  gespiegelt  wird.   SPIEGELTELESKOP   Etwa   gleichzeitig   mit   dem   Linsenfernrohr   kamen   auch   die   ersten   Spiegelteleskope   auf.   Der   berühmte   Physiker   ISAAC   NEWTON   (1643-‐1727)   baute   um   1668   als   Erster   ein   Spiegelteleskop,   das   nach   ihm   benannt   ist.   Ein  Spiegel  reflektiert  alle  Farben  in  der  gleichen  Art.     Seitdem   standen   Linsenfernrohre   und   Spiegelteleskope   für   lange   Zeit   im   Wettstreit   miteinander.   Entscheidend   waren   immer   die   jeweiligen   Vor-‐   und   Nachteile.   Der   Hauptnachteil   der   Linsenfernrohre   bestand   in   den   Farbsäumen   der   Bilder,   die   als   Folge   von   Abbildungsfehlern   auftraten.   Der   abbildende  Spiegel  konnte  dagegen  farbfehlerfreie  Bilder  vorweisen,  was   ihn   der   Linse   überlegen   machte.   Später   konnten   durch   neue   Konstruktionen   Farbfehler   bei   Linsen   vermieden   werden.   Newton   begab   sich   später   auch   auf   die   Suche   nach   neuen   Legierungen   für   das   Spiegelmaterial,   da   die   Metallspiegel   rasch   oxidierten   und   dadurch  „blind  wurden.  Im  Unterschied  zu  Spiegeln  war  es  aber  bei  Linsenfernrohren  nicht  möglich,   Thema  Astronomie,  Sommer  2009     Name:  _   den   Durchmesser   der   Objektive   wesentlich   zu   vergrößern.   Das   größte   jemals   hergestellte   Fernrohrobjektiv  mit  102cm  Öffnung  wurde  für  das  Yerkes-‐Observatorium  in  der  USA  entwickelt.       FERNROHR  ODER  SPIEGELTELESKOP?   1. Lies  die  Texte  noch  einmal  in  Ruhe  für  dich  durch!   2. Sucht  zu  zweit  die  wichtigsten  Informationen  heraus  und  unterstreicht  sie!   3. Vergleicht  die  beiden  Beobachtungsinstrumente  miteinander:   Name  /   Fremdwort:       Wie   funktioniert   das   Instrument?       Erfinder:       Vorteile:       Nachteile:       (Zeichnung     Beschreibung)