Didaktik der Astronomie. Orientierung am Himmel II Veränderungen

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1 Didaktik der Astronomie Orientierung am Himmel II Veränderungen

2 Bezugssysteme Horizontsystem (fest) Äquatorsystem (bewegt) > Erdrotation: Tag; Tägliche Änderung Ekliptiksystem (bewegt) > Sonnenumlauf: Jahr Jährliche Änderung

3 Tägliche Änderungen des Himmelsanblicks Erddrehung: 24h = 360 ==> 15 /h Himmelspol (Polarstern ruht) als Drehzentrum Um den Polarstern (Höhe=Breite) ändert sich nur die Richtung: Gestirne immer über dem Horizont (zirkumpolar). Arktische Sommersonne, Wagen, Kassiopeia Ab Winkelabstand vom Pol=Breite: Auf und Untergänge.

4 Tägliche Änderungen des Himmelsanblicks Bewegung der Gestirne vernachlässigbar (Ausnahmen: Mond, manche Kometen, NEOs) Mondumlauf: Stern Stern: 27,3d Mond: tägliche Bewegung im Mittel 13 11`/d entspricht ca. 1 Monddurchmesser pro Stunde! Dämmerung wird später bei Sichtbarkeiten besprochen

5 Sternzeit Periode: Erdrehung relativ zu den Fixsternen (proxy für Innertialsystem) Wiederholung: Durchgang eines Sternes durch den Meridian (Süden) Dauer: 23h56m (3m56s kürzer als Sonnentag) Konsequenz: Alle Aufgänge etc. pro Tag 4min früher.

6 Kassiopeia Sternzeituhr Oswald Thomas 0h 6h 18h 12h

7 Kassiopeia Sternzeituhr Oswald Thomas 0h 6h 18h 12h

8 Sternzeit 6h Orion und Sirus

9 Sternzeit: 18h Wega, Sommerdreieck

10 Täglich 24h Sternzeit Alle Sternzeiten zugänglich Zu unterscheidlichen gesetzlichen Zeiten Beschränkungen In einer Richtung steht die Sonne Südsterne die breitenabhängig nie aufgehen Im Meridian: Sternzeit = Rektaszension (Himmelslänge) eines Gestirns

11 Jährliche Änderungen des Himmelsanblicks Bewegung der Erde um die Sonne Scheinbare Bewegung der Sonne am Himmel Sonne wandert vor neue Sternbilder Bahn der Sonne: Ekliptik = Tierkreis Sternbilder werden unsichtbar Periode 1 Jahr: 360 in 365 d > 1 /d

12 SOlar and Helio spheric Observatory (SOHO) LASCO Koronograf Aktuelle Bilder

13 Jahreszeiten Nullpunkt: Frühlingspunkt: Schnittpunkt von Äquator und Ekliptik; Sonne ^N Tag und Nachtgleiche 20./21. März per Konstruktion des gregorianischen Kalenders (bis ca. 3100) W > O: Sonne bei wechselnder Sternzeit N < > S: Wegen Neigung Schiefe der Ekliptik

14 Sonnenzeit 24h = Mittag bis Mittag Sternzeit + Bewegung der Sonne Elliptische Erdbahn: Geschwindigkeit variiert Bewegung in der Ekliptik auch N S: die zeitrelevante O W Komponente variiert

15 Sonnenzeit und Gesetzliche Zeit Achtung bei Sichtbarkeiten! Sonnenzeit zu unterschiedlichen ges. Zeiten Unterschiede Zonenzeit: je nach geografischer Länge leicht eine Stunde und mehr (Wien: 5min) Sommerzeit: 1h Wahre und mittlere Sonnenzeit: +16 bis 15min Wahrer Mittag: Sonne im Süden/Meridian

16 Einmal im Jahr im Herbst Sonnenzeit ungefähr Sternzeit Fühling: Sternzeit ungefähr Sonnenzeit 12h

17 Historisch: Zerlegung der täglichen und jährlichen Bewegungen aus Sichtbarkeiten Ägypten ca bis /10. Dynastie bis frühes neues Reich

18 Dekane Sterne und Sterngruppen zur Messung der Nachtstunden 10 Tage gültig (dann neuer Himmelsanblick) 36 Dekane a zehn Tage = 360 Tage des ägyptischen Wanderjahres Listen zur Verwendung für die Stundenzählung Herkunft unserer 24 Stunden Sternuhren (genannt Diagonalkalender)

19 Das Nutbuch Grab Ramses IV, Theben (um 1155)

20 Diagonal Kalender von Tefabi (um 2100) (Museum Kairo)

21

22 Himmel und Horoskop Ekliptik und Horizont oder Aus Drei mach Eins

23 MC = Medium Coeli Ekliptik schneidet Meridian Ekliptik = Tierkreis AC = Aszendent Aufgangspunkt der Ekliptik IC = Immum Coeli Ekliptik schneidet Meridian (unter dem Horizont) DC = Deszendent Untergangspunkt der Ekliptik

24 Probleme Keine korrekte Transformation von Ekliptik ins Horizontsystem (Azimut und Höhe) Höhennäherung nur nahe den Tropen (Alexandria) Auf und Untergänge stimmen nur für die Ekliptik Sphäre wird auf Kreis abgebildet (Polarstern!) Alle Gestirne auf die Ekliptik > falsche Auf, Untergänge und Höchststände Chaos bei hohen Breiten

25 Zusammenfassung Tägliche Bewegung: Erdrotation 15 /h nach O Himmel: O > W;... nach Sternzeit 23h56m; Achtung: Sonnenzeit (welche?) gesetzliche Zeit Jährliche Bewegung: Sonne 1 /d nach O Himmel: W > O; Der gesamte Himmel (für geog. Breite) ist in 23h56m sichtbar aber in einer Richtung: Sonne!

26 Übung Orientierung II 1) Bestimmen Sie die Uhrzeit des Mittags an einem Ort Ihrer Wahl durch Beobachtung von Schattenlängen; 2) Bestimmen Sie die Sternzeit in zwei Momenten und damit die Himmelslänge eines Sternbildes im Süden mittels der Kassiopeia Sternzeituhr; 3) Bestimmen Sie die Uhrzeiten der Passage eines Gestirns (nicht Sonne und Mond!) durch eine Visierlinie (Parkbank Turmspitze) im Abstand von einigen Tagen und ermitteln Sie damit den Unterschied gesetzlicher Zeit und Sternzeit; 4) Zusatzoption: Ermittlung der Erdrotation aus 3)