Wichtig: Hier sind die Referatthemen für 12/1.


1.1) Astronomische Größenordnungen

Auf dem folgenden Arbeitsblatt geht es um astronomische Entfernungen und Massen.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 1.1

Hier geht es zu einem kurzen Video.



1.2) Astronomische Koordinatensysteme

Hier geht es um den Zusammenhang zwischen äquatorialem und horizontalem Koordinatensystem.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 1.2

Hier geht es zu einem kurzen Video.



1.3) Präzessionsbewegung der Polachse

Die Erde ist ein gekippter Kreisel. Dadurch bewegt sich die Polachse auf einer kegelförmigen Bahn um die Ekliptikachse (Präzessionsbewegung).

Arbeitsblatt   zu Kapitel 1.3



1.4) Aspekte

Unter den Aspekten versteht man die Stellungen der anderen Planeten im Vergleich zu Erde und Sonne. Sie sind verantwortlich für die Planetenphasen.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 1.4



1.5) Synodische und Siderische Umlaufzeit

Um die siderische Umlaufzeit eines Planeten um die Sonne zu berechnen, muss man die synodische, welche man am Sternenhimmel beobachten kann, umrechnen.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 1.5

Hier geht es zu einem kurzen Video.



1.6) Planetendurchmesser

Da sich Längen schlecht ausmessen lassen, muss man sich mit den Winkeln begnügen, unter denen man einen Himmelskörper sieht.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 1.6



2.1) Planetenbahnen - Ellipse

Was ist eine Ellipse und deren wesentlichen geometrischen Eigenschaften? Mit dieser Frage beschäftigt sich dieser Abschnitt.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 2.1

Ein Erklärvideo mit kleiner Animation findest du hier .



2.2) Keplersche Gesetze

Kepler hat, nachdem er die als Erbe von Tycho Brahe erhaltenen Daten bekam, alles in drei Gesetzen vereint. Diese Gesetze sind Gegenstand dieses Abschnittes.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 2.2

Ein Erklärvideo findest du hier .



2.3) Gravitationsgesetz von Newton

Newton hat erkannt, dass sich alle Körper, die eine Masse besitzen gegenseitig anziehen. Diese Gravitationskraft formulierte er in einem Gesetz. Die Gravitstionskraft ist jedoch erheblich kleiner als die elektromagnetische.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 2.3

Ein Erklärvideo findest du hier .



2.4) Massenbestimmung (Teil 2)

Man kann die Masse der Planeten mit Hilfe der Monde bestimmen. Man benötigt den Abstand vom Planeten und die Umlaufzeit. Das folgende Blatt behandelt dies im Rahmen einer Beispielaufgabe.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 2.4



2.5) Allgemeines Keplersches Gesetz

Ein Trabant rotiert nicht um das ruhende Zentralgestirn, sondern um den gemeinsamen Schwerpunkt. Man muss im Keplerschen Gesetz nur M durch m + M ersetzen.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 2.3

Ein Erklärvideo findest du hier .



2.6) Geschwindigkeit auf einer Ellipsenbahn

In diesem Kapitel wird die wichtige Formel für die Geschwindigkeit auf einer elliptischen Bahn hergeleitet. Markiere sie gut in der Formelsammlung. Die erste kosmische Geschwindigkeit (7,9km/s) ist die, mit welcher man die Erde umkreisen kann. Bis zur zweiten kosmischen Geschwindigkeit (11,2km/s) kann man sich auf einer Ellipsenbahn bewegen. Bei der zweiten kosmischen Geschwindigkeit hat man das Gravitationsfeld der Erde verlassen.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 2.6



2.7) Die Hohmannbahn

Auf einer Hohmannbahn kann man von der Erde aus andere Planeten erreichen. Es handelt sich um eine Bahn, die als große Halbachse den Mittelwert der Radien der Planeten hat. Es ist die energetisch günstigste Bahn.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 2.7

Ein Erklärvideo findest du hier .



2.8) Entfernungen im Sonnensystem

Die Entfernungen in unserem Sonnensystem bestimmt man mit dem 3. Keplerschen Gesetz. Die astronomische Einheit ermittelt man mit Hilfe eines Radarsignals zu einem (meist inneren) Planeten in der Konjunktionsstellung.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 2.8

Ein Erklärvideo findest du hier .



3.1) Vermessungen der Sonne

Den Radius der Sonne vermisst man über den Winkel, unter dem man die Sonne mit einem ruhenden Fernrohr aus sieht. Die Masse und die Schwerebeschleunigung ermittelt man mit dem Gravitationsgesetz.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 3.1



3.2) Spektralanalyse des Lichts

Licht besteht aus elektromagnetischen Wellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ausbreiten. Da das Licht entfernter Sterne die einzige Informationsquelle ist, wird ihm dieses Kapitel gegönnt.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 3.2



3.3) Emission und Absorption

In einem festen strahlenden Körper können Elektronen beliebige Energien annehmen, nicht dagegen in freien Atomen. In letzteren gibt es nur bestimmte Energiestufen und folglich auch nur endlich viele Übergänge, die den Spektrallinien entsprechen. Bei der Absorption (Emission) wird ein Photon aufgenommen (abgegeben), wodurch das Elektron auf ein höheres (niedrigeres) Energieniveau fällt.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 3.3



3.4) Absorptionsspektren und Sonnenspektrum

Ein Absorptionsspektrum entsteht, wenn man weißes Licht durch freie Atome schickt. Die Elektronen in den Atomen absorbieren bestimmte Wellenlängen und zerstreuen das Licht. Man sieht ein kontinuierliches Spektrum mit schwarzen Linien. Die schwarzen Linien im Sonnenspektrum entstehen durch Absorption der Atome in der äußeren Sonnenschicht. Man gewinnt dadurch Information, aus welchen Elementen die Sonne aufgebaut ist.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 3.4



3.5) Strahlungsleistung der Sonne

Die sehr große Sonnenleistung lässt sich bestimmen, indem man Wasser in einem Erlenmeyerkolben durch das Sonnenlicht erhitzt. Der genaue Vorgang wird in dem folgenden Blatt beschrieben.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 3.5



3.6) Strahlungsleistung und Absorption

Die Strahlung, die ein Körper einer endlichen Temperatur ausstrahlt, hängt ab von der Art der Oberfläche, da schwarze Oberflächen anders absorboeren als andere. Auch die Größe der Fläche ist für die Leistung verantwortlich.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 3.6



3.7) Strahlungsgesetze

Da die Strahlung bzw das Licht und seine spektrale Zusammensetzung die einzige Informationsquelle ist, die wir von anderen Objekten im All erfahren, können wir zum Beispiel die Oberflächentemperatur nur indirekt mit Hilfe der Strahlungsgesetze ermitteln. Das Wiensche Verschiebungsgesetz sagt aus, dass die Wellenlänge maximaler Intensität indirekt proportional (produktgleich) zur Oberflächentemperatur in K ist. Das Stefan Boltzmannsche Gesetz liefert, dass die gesamte Strahlungsleistung proportional zur 4. Potenz von T ist.

Arbeitsblatt   zu Kapitel 3.7

Schau dir vielleicht vorher mal das folgende Video an.