Programme für Mathematik, Physik und Astronomie 22 Kleines Planetarium

Transkript

1 Programme für Mathematik, Physik und Astronomie 22 Kleines Planetarium Allgemeines, der Lauf der 1) Geben Sie folgendes Datum ein: Geografische Breite für Altdorf (47 ). Es ist Mitternacht. Sie sehen: Ziemlich genau im Süden, über dem Orion, zwischen den Zwillingen (links) und dem Stier (rechts) steht der Mond hoch am Himmel. Es ist etwa Vollmond. Geben Sie Azimut und Höhe des Mondes an. Azimut des Mondes... Höhe des Mondes... Im Südwesten etwa finden Sie Jupiter und Saturn. Geben Sie Azimut und Höhe von Jupiter und Saturn an Azimut und Höhe des Jupiter... Azimut und Höhe des Saturn... Die, der Mond und auch die Planeten liegen auf der rot punktierten Linie. Wie heisst diese Linie?... Gehen Sie nun stundenweise weiter und achten Sie darauf, wann und wo Jupiter, Saturn und der Mond untergehen. Kurz vor dem Untergang von Jupiter und Saturn geht im Osten ein neuer Planet auf. Welcher?... Gehen Sie stundenweise weiter bis die aufgeht. Wann und wo geht die auf? Geben Sie Uhrzeit, Azimut und Höhe der aufgehenden an. Gehen Sie nochmals stundenweise weiter bis 12 Uhr. Die steht genau im Süden, geben Sie die Höhe an. Mittagshöhe der... Rechts und sehr nahe an der steht ein weiterer Planet. Welcher ist es?... Bald einmal geht die unter. Geben Sie Uhrzeit, Azimut und Höhe der untergehenden an. Links von der, etwas weiter entfernt, steht ein weiterer Planet. So eigentlich schön sichtbar wird er erst, wenn die untergegangen ist. Welcher ist es?... Ja, die. Am Abendhimmel nennt man sie Abendstern, am Morgenhimmel heisst sie dann Morgenstern. Tippen Sie die Stunden weiter bis Mitternacht (0 Uhr). Hat sich gegenüber Mitternacht vom Vortag etwas geändert? 2) Geben Sie nun folgendes Datum ein: Geografische Breite für Altdorf (47 ). Es ist Mitternacht. Genau im Süden steht der Mond zwischen Schütze und Skorpion. Es ist genau Vollmond. Geben Sie Azimut und Höhe des Mondes an. Es ist Sommer. Achten Sie darauf, wann und wo die aufgeht. In welchem Sternbild steht die? Wie beurteilen Sie die Chancen, die Planeten Jupiter, Saturn,, und beobachten zu können? (Ich weiss nicht, ob Sie es sehen konnten: Die versteckt sich hinter der. Zur Mittagszeit ist sie ein klein wenig sichtbar. Der Jupiter steht ziemlich genau vor dem Saturn. Man müsste die beiden sehr schön nebeneinander im Fernrohr sehen können.)

2 2 3) Bleiben Sie nun auf Uhr. Die steht genau im Süden zwischen Stier und Zwillingen. Drücken Sie nun die Taste T, damit die Zeit jeweils um genau einen Tag vorrückt. Was beobachten Sie, wenn sie die Zeit Tag für Tag bis vorrücken lassen? Was macht die? Was macht der Mond? An welchem Tag ist Neumond? Bleiben Sie nun auf Uhr. Die steht genau im Süden zwischen den Zwillingen und dem Krebs. Drücken Sie nun die Taste M, damit die Zeit jeweils um genau einen Monat (genauer gesagt: 30 Tage) vorrückt. Was beobachten Sie, wenn sie die Zeit Monat für Monat bis vorrücken lassen? Geben Sie für jedes Monat das Sternbild an, in welchem die steht und ihre Mittagshöhe. Datum Sternbild Mittagshöhe Datum Sternbild Mittagshöhe ) Gehen Sie nun auf Uhr. Die steht im Widder (ziemlich genau unter Hamal, dem hellsten Stern des Widder), der Mond etwa unterhalb der, es ist Neumond. Drücken Sie die Taste V (Vollbild). Gehen Sie nun Tag für Tag weiter (jeweils 12 Uhr) und beobachten Sie, was der Mond macht. Der Sternenhimmel für verschiedene geografische Breiten 5) Tippen Sie nun ein: Uhr bei 90 nördliche Breite. Sie befinden sich am Nordpol im Hochsommer. Tippen Sie stundenweise weiter. Was macht die? Was machen die Sternbilder? Warum kann man den unteren Teil des Orions nie zu Gesicht bekommen? Wiederholen Sie das Experiment für den , für den und für den ) Tippen Sie nun ein: Uhr bei 66.5 nördliche Breite. Sie befinden sich am Polarkreis im Hochsommer. Tippen Sie stundenweise weiter. Was macht die? Können Sie die Mitternachtssonne sehen? Wiederholen Sie das Experiment für den , für den und für den Das Gegenteil von Mitternachtssonne ist Mittagsnacht. Wann und wo gibt es Mittagsnacht? 7) Zirkumpolarsterne. Sterne, die nie unter dem Horizont verschwinden, nennt man Zirkumpolarsterne (wörtlich: Sterne, die um den Pol kreisen). Stellen Sie ein beliebiges Datum ein und eine Breite von 47 und wählen Sie die Nordsicht. Sie erkennen den Nord-Pol der Himmelskugel, den grossen und den kleinen Wagen und Cassiopeia. Tippen Sie stundenweise weiter und beobachten Sie genau. Wählen Sie nun wieder ein beliebiges Datum und die Breite von Kapstadt ( 35 ). Wählen Sie die Südansicht und tippen Sie wieder stundenweise weiter. Sie erkennen das Kreuz des Südens. Ist es zirkumpolar? Wenn Sie sich am Nordpol aufhalten, welche Sterne sind zirkumpolar? Warum ist der Polarstern nicht zu sehen? Welchen Azimut und welche Höhe hat der Polarstern?... Wenn Sie sich am Äquator aufhalten, welche Sterne sind zirkumpolar? Welchen Azimut und welche Höhe hat der Polarstern?...

3 3 Der Mond 8) Vollmond ist genau dann, wenn sich der Azimut der und der Azimut des Mondes genau um 180 unterscheiden. Das ist in etwa am der Fall. Tippen Sie nun die Zeit stundenweise weiter und beobachten Sie, dass gerade wenn die untergeht, der Vollmond aufgeht, und dass gerade wenn die aufgeht der Vollmond untergeht. Betrachten Sie nun die Zeitspanne zwischen und An welchem Tag (eventuell zu welcher Stunde) ist Neumond, an welchem Tag (und zu welcher Stunde) ist Vollmond? Der Lauf der Planeten 9) Nun betrachten wir den Lauf des. Geben Sie das Datum Uhr ein. Gehen Sie nun wochenweise weiter bis etwa Januar Was können Sie an beobachten? 10) Die macht etwa die selbe Pendelbewegung um die, nur geht es viel länger und sie entfernt sich auch weiter von der. Beginnen Sie mit Uhr. Die steht im Sternbild Stier, die hat ihre grösste östliche Entfernung von der erreicht (45 östlich von der ). Sie steht im Sternbild Krebs. Die ist Abendstern. Tippen Sie nun die Zeit monateweise weiter und überzeugen Sie sich: 89 Tage später, am hat sie ihre grösste westliche Entfernung von der (wieder etwa 45 ) erreicht, die ist Morgenstern. Dann geht es weitere 492 Tage (es ist der ) bis die wieder ihre grösste östliche Entfernung erreicht hat. Ein zyklus dauert also insgesamt 581 Tage, das sind mehr als 1 ½ Jahre Erde 11) Nun betrachten wir den -Zyklus. Stellen Sie ein Uhr. Sie sehen, der steht nur einige wenige Grade rechts neben der. Tippen Sie nun monateweise oder tageweise weiter und schauen Sie nach, a) wann und genau entgegensetzt sind, also um 12 Uhr die im Süden und der im Norden sich befindet. b) wann sich der in Bezug auf die wieder an der selben Stelle wie am befindet, also einige wenige Grade rechts neben der. Sie werden folgendes finden: Am befindet sich der in Opposition, also der genau gegenüber. Wenn Sie als Uhrzeit 0 Uhr wählen, sehen Sie den ziemlich genau im Süden, die (unter dem Horizont) im Norden. Am befindet sich der wieder einige wenige Grade rechts neben der, ein -Zyklus dauert also etwa zwei Jahre und ein Monat. 12) Die Oppositionsschlaufe des. Stellen Sie den Uhr ein. Der steht im Sternbild Fische. Tippen Sie nun die Zeit wochenweise weiter und beobachten Sie den (von Zeit zu Zeit müssen Sie die Stunden verändern, damit der über dem Horizont bleibt). Sie sehen: Der rückt langsam weiter in Richtung Stier und Zwillinge. Am jedoch bleibt er stehen und kehrt schliesslich wieder um in Richtung Stier so als hätte er etwas vergessen. Er kehrt dann aber im Stier wieder um (etwa am ) und zieht wieder in Richtung Zwillinge, am hat er seine alte Position im Stier wieder erreicht, kehrt aber diesmal nicht wieder um, sonder zieht weiter in Richtung Krebs, den er dann am erreicht, dann zieht er weiter in den Löwen, in die Jungfrau usw.

4 4 Wenn Sie diese rückläufige Bewegung des verstehen wollen, dann benutzen Sie die folgende Darstellung unten. Projizieren Sie den von der Erde aus auf den Fixsternhimmel (Sie verbinden 0 mit 0, 20 mit 20, 30 mit 30 usw.) und Sie sehen wie der erst vorwärts, dann rückwärts und dann wieder vorwärts wandert. Die Oppositionsschlaufe entsteht immer dann, wenn die Erde den (oder irgend einen anderen äusseren Planeten) auf der Innenbahn überholt. Also wenn der Planet in Opposition zur steht. 687 Tage Tage Tage Tage Erde ) Zyklus des Jupiter. Stellen Sie die Zeit Uhr ein. Sie stellen fest, dass sich Jupiter nur einige wenige Grade rechts neben der befindet. Tippen Sie monateweise weiter und stellen Sie fest: a) Wann und Jupiter genau entgegensetzt sind, also um 12 Uhr die im Süden und der im Norden sich befindet. Zu dieser Zeit macht Jupiter seine Oppositionsschlaufe. b) Wann sich Jupiter in Bezug auf die wieder an der selben Stelle wie am befindet, also einige wenige Grade rechts neben der. 14) Zyklus des Saturn. Stellen Sie die Zeit 12 Uhr ein. Sie stellen fest, dass sich Saturn nur einige wenige Grade rechts neben der befindet. Tippen Sie monateweise weiter und stellen Sie fest: a) Wann und Saturn genau entgegensetzt sind, also um 12 Uhr die im Süden und der im Norden sich befindet. Zu dieser Zeit macht Saturn seine Oppositionsschlaufe. b) Wann sich Saturn in Bezug auf die wieder an der selben Stelle wie am befindet, also einige wenige Grade rechts neben der. 15) Sie sehen folgendes: Der -Zyklus dauert etwa zwei Jahre und ein Monat. Der Jupiter-Zyklus dauert ein Jahr und ein Monat. Der Saturn-Zyklus ein Jahr und einige wenige Tage. Können Sie sich das erklären?

5 5 16) Planetenparade vom Sie sehen hier zwei verschiedenen Darstellungen dieser Planetenparade. Die obere Darstellung (aus dem Programm Kleines Planetarium ) zeigt die Sicht vom Beobachter aus. Er blickt nach Süden und könnte theoretisch (wenn die nicht alles überstrahlen würde) von links nach rechts, Saturn, Jupiter,,, und Mond sehen. Eine sehr ungewöhnliche Konstellation. (Die mit freiem Auge nicht sichtbaren Planeten Uranus, Neptun und Pluto sind nicht dargestellt.) Die untere Darstellung (aus dem Programm Planetenkonstellationen ) zeigt die Stellung der einzelnen Planeten im nsystem. Suchen Sie den Zusammenhang zwischen den beiden Darstellungen. Jupiter Saturn Mond Pluto Neptun Uranus Mond Erde Jupiter Saturn

6 6 17) Sie finden in der oberen Darstellung den Blick auf den Sternen- und Planetenhimmel am Von links nach rechts unter dem Horizont Jupiter, Saturn und Mond, über dem Horizont,, und. Wo etwa müsste man diese Planeten und den Mond in der unteren Darstellung einzeichnen? (Hinweis: Für und gibt es zwei Möglichkeiten!) Jupiter Saturn Mond Neptun Pluto Uranus Erde