Die Astronomie hat die Menschen schon immer beschäftigt. Schon in der Antike hatte man sich viele Gedanken über die Eigenschaften der Sterne gemacht. Deshalb fanden auch die ersten Messungen an den Sternen schon in der antiken Zeit statt. Zum Beispiel hat Aristarch erste Messungen zur Entfernungsbestimmung der Sonne entwickelt [1], die heutzutage immer noch bedeutend für die moderne astronomische Entfernungsbestimmung sind.
Nach der Entwicklung der Optik bekam die Astronomie einen noch größeren Schwung und von nun an konnte man die Himmelskörper besser beobachten und folglich genauere Gesetzesmäßigkeiten im Universum feststellen.
Das Interesse an dieser Wissenschaft war schon immer sehr hoch. Deswegen hat sich die Astronomie immer weiterentwickelt. Die Menschen haben nie aufgehört die Astronomie für etwas Wichtiges zu halten. Und heutzutage schreitet sie immer merklich schneller voran als nie zuvor. Diese enormen Fortschritte in der Astronomie werden auch in Zukunft so weitergehen. Das Universum hat noch sehr viele unentdeckte Gebiete, sodass es noch vieles zu erforschen gibt und sich die Astronomie somit nur noch weiterentwickeln kann.

Schon zu Kindzeiten haben wir uns über den Nachthimmel fasziniert. In der Schule lernten wir die großen Planeten kennen, die aber uns winzig klein erscheinen. Diese Lehre hat unsere Phantasie beflügelt und wir sehnten uns dann noch mehr darüber zu lernen. Es ist für uns nun ein Hobby geworden, die winzig kleinen Objekte mit einem Feldstecher größer zu beobachten und uns immer noch zu fantasieren. Natürlich fiel dann auch die Entscheidung, über welches Gebiet wir uns bei der Portfolioarbeit widmen sollten, nicht schwer.
Bei dieser Portfolioarbeit bekamen wir auch zum ersten Mal die Gelegenheit aus unserem Hobby wissenschaftliche Versuche durchzuführen. Bei der Suche nach einem Thema bemerkten wir auch, dass die Astronomie noch vieles mehr anbietet, als wir es uns vorgestellt haben. Jetzt wurde uns klar, dass wir aus unseren Kenntnissen und unseren Hobbybeobachtungen schon die Größen von Objekten bestimmen können. Nachdem dieses Thema auch noch in einer Zeitschrift [2] vorgestellt, wurde entschieden wir uns für dieses Thema und hoffen unsere Faszination mit wissenschaftlichen Vorgängen zu verknüpfen.

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Eingangsmotivation
Einleitung
Größenbestimmung mit einer Kamera
- Theorie zum Kameraversuch
- Vorversuch mit einer digitalen Kamera
- 1. Methode: Größenbestimmung mit Kamera
Größenbestimmung mit einem Teleskop
- Allgemeine Theorie zu den Teleskopversuchen
- Theorie zur fokalen Astrofotografie
- 2. Methode: Die fokale Astrofotografie
- Theorie zur afokalen Astrofotografie
- 3. Methode: Die afokale Astrofotografie
Größenbestimmung mittels Zeitmessung
- Theorie zur Größenbestimmung mittels Zeitmessung
- 4. Methode: Versuch mittels Zeitmessung
Fazit, Ausblick auf die 4 Methoden

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Arbeit untersucht verschiedene Methoden zur Größenbestimmung von Sonne und Mond. Ziel ist es, die Genauigkeit der jeweiligen Verfahren zu vergleichen und die beste Methode zur Bestimmung der Himmelskörpergrößen zu identifizieren. Die Arbeit baut auf bereits vorhandenem Wissen aus der Optik auf und erweitert dieses durch praktische Experimente.

Vergleich verschiedener Methoden zur Größenbestimmung von Himmelskörpern
Anwendung der Abbildungsgleichung in verschiedenen Kontexten (Kamera, Teleskop)
Entwicklung und Durchführung von Experimenten zur Größenbestimmung
Analyse der Genauigkeit verschiedener Messmethoden
Anwendung von Zeitmessung zur Größenbestimmung

Zusammenfassung der Kapitel

Eingangsmotivation: Die Arbeit beschreibt die Entstehung des Interesses der Autoren an der Astronomie und der Größenbestimmung von Himmelskörpern, beginnend mit kindlicher Faszination und Schulwissen bis hin zur Idee, wissenschaftliche Experimente im Rahmen der Portfolioarbeit durchzuführen. Die Motivation wird durch die Verbindung von Hobby und wissenschaftlicher Untersuchung verdeutlicht.

Einleitung: Dieses Kapitel dient als Einführung in die Thematik und skizziert die verschiedenen Methoden zur Größenbestimmung von Sonne und Mond, die im Laufe der Arbeit untersucht werden. Es wird auf die Grundlagen der Optik und die Anwendung der Abbildungsgleichung eingegangen, die als Basis für die Experimente dient. Die Kapitelstruktur und die Methodik werden kurz umrissen.

Größenbestimmung mit einer Kamera: Dieses Kapitel beschreibt die theoretischen Grundlagen und die praktische Anwendung der Größenbestimmung von Sonne und Mond mithilfe einer Kamera. Es wird auf die Herausforderungen bei der Bestimmung des Abbildungsmaßstabs eingegangen, da die relevanten Größen innerhalb der Kamera nicht direkt messbar sind. Das Kapitel legt den Fokus auf die Übertragung der Abbildungsgleichung auf den Kamerabereich und die Schwierigkeiten bei der praktischen Umsetzung.

Größenbestimmung mit einem Teleskop: Dieses Kapitel befasst sich mit verschiedenen Methoden der Astrofotografie unter Verwendung eines Teleskops. Es werden sowohl die fokale als auch die afokale Astrofotografie behandelt, wobei die jeweiligen theoretischen Grundlagen erläutert und die Eignung der Methoden für die Größenbestimmung diskutiert wird. Die Kapitel unterstreicht die Komplexität und die verschiedenen Herangehensweisen an die Problematik der Größenbestimmung mithilfe von Teleskopen.

Größenbestimmung mittels Zeitmessung: Dieses Kapitel stellt eine alternative Methode zur Größenbestimmung vor, die auf der Zeitmessung der Bewegung des Himmelskörpers basiert. Hier wird anstelle der Abbildungsgleichung eine Formel entwickelt, welche die Größe des Objekts aus der benötigten Zeit für den Durchlauf des Durchmessers im aufgenommenen Video berechnet. Dieses Kapitel bietet eine innovative und komplexe Methode zur Größenbestimmung.

Schlüsselwörter

Größenbestimmung, Sonne, Mond, Kamera, Teleskop, Astrofotografie, Abbildungsgleichung, Zeitmessung, Optik, Astronomie, Himmelskörper.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Arbeit: Größenbestimmung von Sonne und Mond

Was ist das Thema der Arbeit?

Die Arbeit untersucht verschiedene Methoden zur Größenbestimmung von Sonne und Mond und vergleicht deren Genauigkeit. Ziel ist die Identifizierung der besten Methode zur Bestimmung der Himmelskörpergrößen.

Welche Methoden zur Größenbestimmung werden untersucht?

Die Arbeit untersucht drei Hauptmethoden: Größenbestimmung mit einer Kamera, Größenbestimmung mit einem Teleskop (sowohl fokale als auch afokale Astrofotografie) und Größenbestimmung mittels Zeitmessung.

Wie wird die Größenbestimmung mit einer Kamera durchgeführt?

Dieses Kapitel beschreibt die theoretischen Grundlagen und die praktische Anwendung der Größenbestimmung von Sonne und Mond mithilfe einer Kamera. Es wird auf die Herausforderungen bei der Bestimmung des Abbildungsmaßstabs eingegangen, da die relevanten Größen innerhalb der Kamera nicht direkt messbar sind. Der Fokus liegt auf der Übertragung der Abbildungsgleichung auf den Kamerabereich und den Schwierigkeiten bei der praktischen Umsetzung.

Wie funktioniert die Größenbestimmung mit einem Teleskop?

Die Arbeit behandelt sowohl die fokale als auch die afokale Astrofotografie. Für beide Methoden werden die theoretischen Grundlagen erläutert und deren Eignung für die Größenbestimmung diskutiert. Die Komplexität und die verschiedenen Herangehensweisen an die Problematik der Größenbestimmung mithilfe von Teleskopen werden hervorgehoben.

Wie funktioniert die Größenbestimmung mittels Zeitmessung?

Diese Methode basiert auf der Zeitmessung der Bewegung des Himmelskörpers. Anstelle der Abbildungsgleichung wird eine Formel entwickelt, die die Größe des Objekts aus der benötigten Zeit für den Durchlauf des Durchmessers im aufgenommenen Video berechnet. Dies stellt eine innovative und komplexe Methode dar.

Welche Kapitel umfasst die Arbeit?

Die Arbeit beinhaltet eine Eingangsmotivation, eine Einleitung, Kapitel zur Größenbestimmung mit Kamera und Teleskop (inklusive Unterkapiteln zu verschiedenen Methoden), ein Kapitel zur Größenbestimmung mittels Zeitmessung, sowie ein Fazit mit Ausblick.

Welche Kenntnisse werden vorausgesetzt?

Die Arbeit baut auf bereits vorhandenem Wissen aus der Optik auf. Grundlegende Kenntnisse in diesem Bereich sind hilfreich.

Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?