Müller-Pouillets. Lehrbuch der Physik. 11. Auflage. Fünfter Band Zweite Hälfte. Physik des Kosmos. (einschl. Relativitätstheorie)

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1 Müller-Pouillets Lehrbuch der Physik 11. Auflage Fünfter Band Zweite Hälfte Physik des Kosmos (einschl. Relativitätstheorie) Unter Mitwirkung von P. ten Bruggencate, Göttingen; R.'Emden, Mündien; K. Graff, Hamburg-ßergedorf; J. Hellerich, Kiel; J. Hopmann, Bonn; H. Kienle, Göttingen; E. von der Pahlen, Potsdam; C.Wirtz, Kiel herausgegeben von August Kopff Berlin-Dahlem Mit 139 Figuren im Text und 14 Tafeln Druck und Verlag von Friedr. Vieweg & Sohn Akt.-Ges. Braunschweig IQ28

2 INHALTSVERZEICHNIS ZUM FÜNFTEN BANDE. (ZWEITE HÄLFTE) Physik des Kosmos. A. Die allgemeinen Grundlagen und Methoden der Astrophysik. Erstes Kapitel. Astronomische und physikalische Grundbegriffe. Von P. ten Bruggencate und H. Kienle in Göttingen. 1. Koordinaten und Zeit 1 2. Sphärische Koordinaten 4 3. Zeitrechnung 7 4. Parallaxe und Entfernung 9 5. Bewegungen Reduktionsgrößen Helligkeit Farbe und Temperatur ' Extinktion Spektraltypus 29 Zweites Kapitel. Die astronomischen Instrumente und Beobachtungsmethoden. Von J. Hop mann in Bonn. a) Die visuelle Positionsastronomie. 1. Übersieht Der Meridiankreis Der visuelle Refraktor Das Positionsmikrometer 38 b) Die photographische Positionsastronomie. 5. Der Wert der Astrophotograpbie Die astrophotographischen Instrumente Die Technik der Aufnahme und des Ausmessens Grundlagen des Reduktionsverfahrens Differentielle photographische Beobachtungen 46 c) Astrophotometrie. 10. Instrumente für visuelle Photometrie Subjektive Fehlerquellen Blendvorrichtungen Helligkeitsschätzungen Photographische Photometrie Lichtelektrische Photometrie und Verwandtes 57

3 VIII Inhaltsverzeichnis. d) Spektrographische Beobachtungs- und Reduktionsverfahren. 16. Die astronomischen Spektralapparate Das Ausmessen und die Reduktion der Spektrogramme Die Ermittlung von Radialgeschwindigkeiten Der Spektrokomparator 67 e) Spektralphotometrie. Bestimmung von Farbenäquivalenten. Interferometer. 20. Visuelle Spektralphotometrie Photographische Spektralphotometrie Das Rotkeilkolorimeter Indirekte Farbenäquivalente Intensitätsverhältnisse einzelner Spektrallinien Dae Interferometer 75 f) Instrumente im Dienste der Sonnenphysik. 26. Hilfsmittel zur direkten Beobachtung der Sonnenoberfläche Sonderausführungen von Spektralapparaten Die Untersuchung des Zeemaneffektes auf der Sonne Bolometer und Pyrheliometer 84 Drittes Kapitel. Der Stern als strahlender Gasball. Von P. ten Bruggencate und H. Kienle in Göttingen. 1. Die Probleme Gesetze über beliebige Gasmassen Polytrope Zustandsänderungen Polytrope Gaskugeln Energietransport durch Strahlung und Strahlungsgleichgewicht Strahlungsgleichgewicht eines eben geschichteten Mediums (Sternatmosphäre) Gaskugeln im Strahlungsgleichgewicht Strahlungsgleichgewicht rotierender Gaskugeln Freie Schwingungen einer Gaskugel Ionisation in Sternatmosphären Allgemeine Theorie der Absorptionsspektra Zusammenfassung und Ausblick 132 B. Die Einzelergebnisse der astrophysikalischen Forschung. Viertes Kapitel. Von R. Emden Die Sonne. in München. 1. Zahlenwerte 136 a) Die Strahlung der Sonne. 2. Die Solarkonstante Die effektive Sonnentemperatur Helligkeitsverteilung der Sonnenscheibe Die Quellen der Sonnenstrahlung 146 b) Die Sonne im Fernrohr. 6. Die Feinstruktur der Photosphäre Die Grobstruktur der Photosphäre. Flecke und Fackeln Die Fleckenperiode Die Magnetfelder der Sonne Die Rotation der Sonne Außerhalb der Photosphäre liegende Schichten. Chromosphäre und Korona 156

4 Inhaltsverzeichnis. ГХ с) Die Sonne im Spektroskop. 12. Chemische Elemente auf der Sonne Bedingungen für das Auftreten bestimmter Linien Das Spektrum der Chromosphäre und das Flashspektrum Beobaohtungsergebnisse unabhängig von Finsternissen. Protuberanzen Spektralaufnahmen der gesamten chromosphärischen Schichten Strömungen in den äußeren Schichten der Sonne 170 d) Theoretische Betrachtungen. 18. Die Druckverhältnisse in den photosphärischen Schichten Der Absorptionskoeffizient Der scharfe Sonnenrand Sonnenflecke Schlußbetrachtung 177 Fünftes Kapitel. Die Weltkörper des Sonnensystems. Von K. Graff in Hamburg-Bergedorf. 1. Allgemeine kosmische Verhältnisse. Masse und Dichte Physikalische Untersuchungsmethoden der Planeten Die unteren Planeten Der Mars Die Gruppe der kleinen Planeten Jupiter Das Saturnsystem. Uranus und Neptun Der Erdmond. Kosmische Verhältnisse. Gebirgsformen der Oberfläche Die Entstehung der Mondoberfläche Die Kometen Die Sternschnuppen und Meteore. Das Zodiakallicht 218 Sechstes Kapitel. Der einzelne Stern. Von Carl Wirtz in Kiel. 1. Einleitung. Sternort und Sternphysik 223 a) Spektraltypen und Farbenäquivalente. 2. Die Harvard-Skala der Spektraltypen Prinzip der Einteilung. Abänderungen. Veränderliche Spektren. Statistisches Strahlung und Temperatur der Sterne. Farbenindex Effektive Wellenlängen Farben der Sterne und der irdischen Lichtquellen; Farbe und Spektraltypus 237 b) Eigenbewegungen. 7. Orter und Eigenbewegungen; ihre Fehler; perspektivische Verkürzung der Eigenbewegung Eigenbewegung, Spektraltypus und Farbe Die Eigenbewegung schwacher Sterne 242 c) Radialbewegungen. 10. Genauigkeit der Messungen Radialbewegung, Sonnenbewegung und Spektraltypus Die Camphell-Konstante (.ST-Term) und ihre Deutung. Die ruhenden Calciumlinien Durchschnittliche lineare Raumbewegung und ihre Richtung 250 d) Parallaxen. 14. Schwierigkeiten der Parallaxenbestimmung. Auswahl der Sterne Trigonometrische Methoden. Heliometer und Meridiankreis Die photographische Methode 252

5 X Inhaltsverzeichnis. 17. Parallaxen durch Sternströme Messung der Spektraltypen Spektroskopische Parallaxenbestimmung. Absolute Größenklasse Parallaxe und Spektrum; die Bewegungen der Sterne im Raum e) Das Russell-Diagramm. 21. Ordnung der Sterne nach Spektraltypus und absoluter Größenklasse Eigentümlichkeit der Verteilung; Riesen und Zwerge Zur statistischen Echtheit des Spektren-Helligkeitsdiagramms Temperaturen, Durchmesser, Bewegungen der Riesen und Zwerge; Gleichförmigkeit ihrer Spektren 266 f) Durchmesser. 25. Beugungsdurchmesser des Sternscheibchens Interferenzmethode zur Bestimmung des scheinbaren Durchmessers Strahlungsmethode für den scheinbaren Durchmesser; Flächenhelligkeit der Sterne 271 g) Massen und Dichten. 28. Massenbestimmung auf Grund der Gleichverteilung der Bewegungsenergie. Dichte der Sterne Massenbestimmung aus der Verteilung der Sterne in Sternhaufen h) ;Zur Theorie der physikalischen Struktur eines Sternes. 30. Das Russell-Diagramm als Entwicklungsweg Eddingtons Theorie des Aufbaues eines Sternes Die Gleichförmigkeit der Massen Massenabnahme als Folge der Strahlung; Lebensdauer eines Sternes; Jeans' Zustandsgieichung des Sternkörpers 285 Siebentes Kapitel. Doppelsterne und Veränderliche. Von J. Hellerich in Kiel. I. Die Doppelsterne. 1. Einleitung Die visuellen Doppelsterne Die spektroskopischen Doppelsterne Die photometrischen Doppelsterne Mehrfache Systeme 312 II. Die veränderlichen Sterne. 6. Einleitung Veränderliche des 6 Cephei-Typus Die Veränderlichen des Mira-Typus Übergangstypen vom б Cephei- zum Mira-Typus U Geminorum-Typus В Coronae borealis-typus Unregelmäßige Veränderliche Die neuen Sterne Theorien über die veränderlichen Sterne 333 Achtes Kapitel. Sternhaufen und Nebel. Von E. von der Pahlen in Potsdam. 1. Einleitung 337 I. Sternhaufen. 2. Definition, allgemeine Beschreibung, Klassifizierung, scheinbare Verteilung am Himmel 339

6 Inhaltsverzeichnis.?. Entfernungen der Kugelsternhaufen Entfernungen der offenen Sternhaufen Helligkeiten und Farben der Sterne in den Sternhaufen, Farbenhelligkeitsdiagramme Verteilung der Sterne in den Sternhaufen 367 П. Nebel. Vorbemerkung 383 a) Die galaktisehen Nebel. 7. Die planetarischen Nebel Die diffusen oder unregelmäßigen Nebel 396 b) Die nicht-galaktischen Nebel. 9. Klassifizierung, scheinbare Verteilung am Himmel Die Spiralnebel Die Magellanschen Wolken und die mit ihnen verwandten nichtgalaktischen Nebel 422 Neuntes Kapitel. Das Sternsystem. Von A. Kopff in Berlin-Dahlem. a) Einleitung. 1. Problemstellung und Historisches Die Beobachtungsdaten Die Beobachtungsdaten (Fortsetzung: Die Entfernung der Sterne) b) Der allgemeine Aufbau des-sternsystems. 4. Das Sternsystem nach den statistischen Untersuchungen Kapteyns und Seh vvarzschilds Das Sternsystein nach den statistischen Untersuchungen H. v. Seeligers Der Anteil der einzelnen Spektralklassen am Aufbau des engeren Sternsystems. Das lokale System Der Aufbau des Sternsystems im einzelnen. Diffuse Nebel und Milchstraßenwolken Die kosmische Stellung der Sternhaufen und außergalaktischen Nebel c) Die Bewegungsgesetze im Sternsystem. 9. Die Bewegung der Sonne Die Bewegungaverhältnisse im näheren Sternsystem Das Verteilungsgesetz der Sterngeschwindigkeiten und die Dynamik des Sternsystema Die Asymmetrie in den Sterngeschwindigkeiten 479 XI Zehntes Kapitel. C. Kosmogonie. Probleme der Kosmogonie. Von Hans Kienle in Göttingen. 1. Allgemeiner Überblick Prinzipien und Bausteine Normale Lebenswege Kritische Stadien der Sternentwicklung Planetensysteme Einzelprobleme Rückblick und Ausblick '. 515

7 XII Inhaltsverzeichnis. ßelatiYitätstheorie. Уод A. Kopff in Berlin-Dahlem. a) Die Entwicklung & der klassischen Physik. J ' 1. Einleitung Die Entwicklung der klassischen Mechanik 51? 3. Kritik und Weiterentwicklung der begrifflichen Grundlagen der Newtonschen Mechanik. Das allgemeine Relativitätsprinzip Entwicklung der Optik und Elektrodynamik. Das spezielle Relativitätsprinzip 524 b) Die spezielle Relativitätstheorie. 5. Galilei-Transformation und Lorentz-Transformation. Raum und Zeit in der speziellen Relativitätstheorie Die Tensoren und die Tensordarstellung der Naturgesetze Die Elektrodynamik der speziellen Relativitätstheorie Die Mechanik der speziellen Relativitätstheorie 554 c) Die allgemeine Relativitätstheorie (Weltgeometrie). 9. Das Aquivalenzprinzip und die Gravitationsfelder Die Gravitationstheorie Einsteins Das kosmologische Problem in der Relativitätstheorie Die Weiterentwicklung der Relativitätstheorie 576