Beobachtungsinstrumente

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1 Beobachtungsinstrumente Präsentation von Isabelle Weber, Klasse 11 Gliederung 1. Erfindung Das Teleskop 2. Das Astronomische Fernrohr 2.1 Optisches Prinzip 2.2 Optische Fehler und ihre Beseitigung 2.3 Luftfernrohre 3. Das Spiegelteleskop 3.1 Probleme 4 Vergleich Spiegel- und Linsenteleskop 5. Cassegrain Spiegelteleskop 6. Weiterentwicklung des Linsenteleskops 7. Beobachtungen 8. Weitere Teleskoparten 9. Das Röntgenteleskop 10. Infrarotastronomie 11. Das Radioteleskop 12. Quellen Das Teleskop Galileo Galilei Das Wort Teleskop (griechisch tele fern und skopein - betrachten) ist gleichbedeutend mit Fernrohr. Es ist ein optisches Gerät mit deren Hilfe von weiter entfernten Gegenständen Bilder erzeugt werden. Erfinder: Hans Lippershey Erfindung: Teleskop - keine große Resonanz - Galileo begeistert - verbessert die Erfindung - baut Teleskop mit facher Vergrößerung - Namengeber für Teleskop: Galileisches Teleskop -1

2 Astronomisches Fernrohr Erfinder: Johannes Kepler ( ) - Kepler keine Entdeckungen war kurzsichtig - Heutige Linsenteleskope alle nach seinem Prinzip Optisches Prinzip Tubus Okular Optische Fehler und Beseitigung 1. Blau- und Rotfärbung 2. Unschärfen (v.a. am Rand) Luftfernrohre - v.a. im 17.Jh. verwendet Keine besonderen Beobachtungen gemacht Kleines Verhältnis Objektivdurchmesser und Objektivbrennweite -2

3 Das Spiegelteleskop Erfinder:Isaak Newton Erfindung: Spiegelteleskop ( Newton-Teleskop ) Ersetzung Objektivlinse durch Hohlspiegel (konkav) -Prinzip der Bildentstehung ist wie beim Spiegel mit Reflexion Probleme beim Spiegelteleskop Problem: Betrachtung -Bild entsteht zwischen Spiegel und Objekt -Betrachter würde im Teleskop stehen und Siegel verdecken -Einsetzung von ebenen Sekundärspiegel (um 45 geneigt) -Kurz vor Brennpunkt des 1.Spiegels -Licht wird aus Teleskoptubus 90 heraus reflektiert -Betrachtung von unten Tubus Fang- Spiegel Haupt- Spiegel F Okular Vergleich Linsen- und Spiegelteleskop im 18. Jh. Linsenteleskop Spiegelteleskop Sehr teuer Relativ billig Cassegrain - Spiegelteleskop Verbesserung des Newton Teleskops Entwicklung: Guillaume Cassegrain ( ) -Platzierung Sekundärspiegel in Mitte der Brennweite -Vorteil: gefaltete Brennweite Halbierung Tubuslänge - geringeres Gewicht Schwer im größeren Durchmesser herstellbar Leicht im größeren Durchmesser herstellbar Spiegelteleskop war überlegen Zweitspiegel Hauptspiegel -3

4 Weiterentwicklung des Linsenteleskops John Dollond ( ) -Entwicklung: achromatisches Linsenfernrohr Beobachtungen William Herschel ( ) -Entdeckung des Uranus (1781) und Monde, Versuch der Ergründung der Struktur der Milchstraße, Nebelflecken bestehen aus verteilter Materie - Spiegelteleskop mit Siegeldurchmesser 1,2 m und Brennweite von 12 m -Chester Moor Hall ( ) -Entdeckung: verschiedene Glassorten vereinen Farben -1. Linse aus Kronglas, 2. Linse aus Flintglas Gläser haben unterschiedliche Brecheigenschaften -Joseph von Fraunhofer ( ) -Abstand zwischen Linsenelementen erhöht Qualität Beobachtungen William Parsons ( ) -Entdeckung Spiralstruktur der Galaxien -Siegel von 1,8 m Beobachtungen William Lassell - Spiegelteleskop - entdeckte Neptunmond Triton -4

5 Beobachtungen Percival Lowell ( ) -Entwicklung eines der größten Linsenteleskope der Erde Marsbeobachtungen -Suche nach Planeten X (Transneptun) Name: Pluto Weitere Teleskoparten - Röntgenteleskope - Infrarotteleskope - Radioteleskope Unterscheidung: Nach Frequenzspektrum bzw. Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung Das Röntgenteleskop -Beobachtungen im Röntgenbereich (von Erde normalerweise nicht möglich) Atmosphäre nicht durchlässig -meist in Weltraumobservatorien -besondere Materialien für Bau notwendig Fehlen Infrarotastronomie = experimenteller Teilbereich - Nutzung ausgesandter Infrarotstrahlung von astronomischen Objekten Bsp.:Röntgenteleskop der ESA, Supernova- verursacht geheimnisvolle Gammastrahlenausbrüche Spätere Röntgenteleskope: Erfinder: Hans Wolter Name: Wolter-Teleskope - Nutzung Totalreflektion von Röntgenstrahlen bei streifendem Einfall 3 Beobachtungsbereiche: 1. Nahe Infrarot (ca. 700 nm 4 µm) 2. Mittlere Infrarot (4 40 µm) 3. Ferne Infrarot ( µm) Unterteilung in Wellenlängenbänder -5

6 Beispiele für Infrarotteleskope Das Radioteleskop Beispiel: Spitzer Space Telescope (SST) seit 2003 im Weltraum = Beobachtung astronomischer Objekte, die elektromagnetische Wellen im Spektralbereich der Radiowellen ausstrahlen Besonderheiten: 1. Durchdringung von interstellarem Staub 2. Beobachtung kalter Objekte 3. Beobachtung bei hoher Rotverschiebung Beobachtungsobjekte und wissenschaftliche Ziele: - Planeten, Monde, Kometen, Asteroiden unseres Sonnensystems - Eigenschaften von transneptunischen Objekten des Kuipergürtels und der Oortschen Wolke Typisches Radioteleskop-Array (Ryle Telescope, Universität Cambridge) Very Large Array (New Mexico) Vergleich Radioteleskop Quellen Unbewegliches Teleskop Kann nicht gedreht werden Parabolantenne meist auf Zenit Begrenzter Empfangsbereich v.a. in Amerika im Meter- bis Zentimeterbereich Bewegliches Teleskop Drehbar Drehbar Erheblich größerer Empfangsbereich In Schweiz KOSMA, Spanien IRAM im Millimeterbereich Internet: (Galileo) - Ende -6