Am Anfang war das Licht,..oder doch der Schatten? Björn Hinkel, Hannah Heuermann, Christina Scharmann, Tanja Zimmermann, Frauke Nies und Jutta Gregor

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1 Am Anfang war das Licht,..oder doch der Schatten? Björn Hinkel, Hannah Heuermann, Christina Scharmann, Tanja Zimmermann, Frauke Nies und Jutta Gregor 1

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4 Himmelsscheibe von Nebra Am Anfang war das Licht,..oder doch der Schatten? Die Himmelsscheibe von Nebra ist ca Jahre alt. Himmelsscheibe von Nebra Die Nacht ist der Schatten der Erde (unbekanntes Datum) Die Himmelsscheibe von Nebra ist ca Jahre alt. Nacht Sonne Erde 4

5 Die Mondphasen sind zyklisch (unbekanntes Datum) Ist der Mond eine Kugel oder eine Schüssel? (unbekanntes Datum) Probleme bei der Himmelsbeobachtung Der Mond nimmt während seiner Phasen nicht ab! (500 v. Chr. Parmenides) Der Mond leuchtet nicht selbst, sondern wird von der Sonne angestrahlt (500 v. Chr. Anaxagoras) Größe des Mondes: Wie macht man Aussagen über eine Kugel mit 3000 km Durchmesser, die mit 4000 km/h über uns hinwegrast? Wie groß ist der Mond? Probleme bei der Himmelsbeobachtung Größe des Mondes: Wie macht man Aussagen über eine Kugel mit 3000 km Durchmesser, die mit 4000 km/h über uns hinwegrast? Erinnerung vergrößert den Mond Mondillusion 5

6 Am Horizont scheint der Mond deutlich größer zu sein, als am Himmel Probleme bei der Himmelsbeobachtung Größe des Mondes: Wie macht man Aussagen über eine Kugel mit 3000 km Durchmesser, die mit 4000 km/h über uns hinwegrast? Erinnerung vergrößert den Mond Mondillusion: Parallaxe-Phänomen: Mond am Horizont erscheint sehr groß Je weiter Objekte entfernt sind, desto länger scheinen sie zu folgen. Entfernung der Gestirne: Sonnenfinsternis: Mond steht vor der Sonne Sonnenuntergang: Sonne erscheint genauso weit entfernt wie der Mond Testfragen 1. Frage: Woher kommt der Schatten auf dem Mond, den wir während der Mondphasen beobachten können? 2. Frage: Wann können wir Mondfinsternisse am häufigsten beobachten?!"# $ % &' () "* + '* 6

7 * / &* (',- * #".' '* Der Schatten enthüllt mehr als er verbirgt. Entfernung der Erde von Mond und Sonne (300 v. Chr. Aristarch) Die Erde ist rund (350 v. Chr. Aristoteles) Mond Sonne Erde

8 Thales von Milet ( v. Chr.) Der Schatten als Dreieck Thales um 560 v. Chr. Peripheriewinkel-Satz: Alle Peripheriewinkel im Halbkreis betragen 90 Basiswinkel-Satz: Die Basiswinkel eines gleichschenkligen Dreiecks sind gleich groß Pfahl Schattenbereich Scheitelwinkel-Satz: Winkel gegenüber dem Schnittpunkt zweier Geraden sind gleich groß Umfang eines Kreises wird von seinem Durchmesser in zwei gleiche Hälften geteilt Der Schatten der Pyramide (Thales um 550 v. Chr.) Größe von Mond und Sonne (Aristarch 300 v. Chr.) Sonne Mond Erde Die Sonne ist 19-mal weiter von der Erde entfernt als der Mond Die Sonne ist 19-mal größer als der Mond Eklipsen Hatten Einfluss auf den Ausgang berühmter Schlachten (zumindest in der Geschichtsschreibung!) $0" Waren hilfreich bei der Erforschung des Universums Thales sagte die Eklipse von 585 v. Chr. voraus Das Wissen über die Eklipsen diente auch noch im 15. Jahrhundert dazu die Diskrepanz zwischen den Kulturen aufzuweisen (Kolumbus, 1504) 8

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12 $++ Lange Schatten das finstere Mittelalter Albrecht Dürer deutscher Maler, Grafiker und Kunstschriftsteller * 21. Mai 141 in Nürnberg 6. April 1528 in Nürnberg bedeutendster Maler der Renaissance nördlich der Alpen; Verfasser einer kunsttheoretischen Abhandlung über die Zentralperspektive Jean Victor Poncelet französischer Mathematiker * 1. Juli 188 in Metz 22. Dezember 186 in Paris Begründer der projektiven Geometrie; Erfinder des Poncelet'schen Wasserrades, einer Wasserturbine. 12

13 5 5 Parallelprojektion Zentralprojektion Riss/ Projektion Projektionsebene Projektionsstrahl 5 56 ) Parallelriss parallele Projektionsstrahlen Schattenwurf einer weit entfernten Lichtquelle (Sonnenlicht) Vorkommen: technische Zeichnungen 0' $ 9& $% 2 8 '%% 0%! % 1 56 ) 0' $ 9& $% 2 8 '%% 0%! % 1 56 ) 0' $ 9& $% 2 8 '%% 0%! % 1 13

14 56 ) 956:+5 0' $ 9& & $% 2 8 '%% 0%! % 1 Schrägprojektion Normalprojektion 35 Projektionsstrahlen gehen durch einen festen Punkt (punktförmige Lichtquelle) Parallelprojektion als Sonderfall der Zentralprojektion Zentralriss natürliches Sehen Foto/ Gemälde Dia-/ Filmprojektion ) 0' &9 $9&$% 2 8%% 0% # &9! ; % 1 14

15 356 ) 356 ) 0' &9 $9&$% 2 8%% 0% # &9! ; % 1 0' & &9 $9&$% 2 8%% 0% # &9! ; % ) 0' &9 $ 9&$% &$% 2 8%% 0% # &9! ; % 1 Berge auf dem Mond Galilei (1609) Große Ereignisse werfen ihre Schatten voraus. Einsatz eines Fernrohrs Schattenlinie ist unregelmäßig Weiße Punkte entsprechen Bergen Thomas Campbell, Lochiels Warnung 15

16 Die Venus leuchtet nicht! (Galilei 1610) Warum sehen wir die Phasen der Venus nicht? Die Venus ist wie der Mond: 1. Sie leuchtet nicht selbst, sondern imitiert das Licht der Sonne 2. Sie durchläuft verschiedene Phasen Die Venus umkreist nicht die Erde, sondern die Sonne! Damit wurde das ptolemäische Weltbild widerlegt Nach Kepler ( ) Der erste beobachtete Merkur-Transit (Gassendi,, 1631) Die Rache der Venus Nur Horrocks und Crabtree beobachten (jeder für sich) den Venus- Transit von Beide sterben, bevor sie ihre Ergebnisse vergleichen und publizieren können Erst 169 konnte beim nächsten Transit die Größe der Venus bestimmt werden Die unerklärliche Form des Saturn (Huygens,, 1656) Jupiter als gewaltige Sonnenuhr (Galilei, 1612) Huygens sieht den Schatten, versteht aber seine Bedeutung nicht! 1. Unabhängig vom Beobachtungspunkt auf der Erde 2. Kurze Umlaufzeiten der Monde 3. Viele Monde und damit viele aufeinander folgende Eklipsen 16

17 Weitere Entdeckungen des Schattens R mer, 166: Die Lichtgeschwindigkeit ist endlich und kann mit Hilfe der Jupitermond-Eklipsen berechnet werden. Dunham, 1980: Der Sonnenradius ist in 300 Jahren um eine drittel Bogensekunde geschrumpft. Stephenson und Morrison, 1984: Die Erdrotation hat sich in 2500 Jahren um etwa eine zwanzigstel Sekunde verlangsamt. Auch heute werden beispielsweise Schwarze Löcher durch den Schatten sichtbar gemacht, den sie auf dahinter liegende Sterne werfen. (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn) +&. $++ ) + +<:4)= #!!!# >?0,1 19. $++ ) ). + $ ), +8 /8B6 / % 0.$.C1 $) %)/ %.' )# )52 +# + /%. '+ / $ +, )4+!8 + 30/ &:,%D1 ) '+ 1

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