Kurs:Astronomie im Freien

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Projekt
Projekttitel Astronomie im Freien
Ansprechpartner Klaus-Dieter Keller
Laufzeit 1 bis 3 Doppelstunden
Kurzbeschreibung
Astronomie-Praktikum am Margarete-Steiff-Gymnasium Giengen für die Kursstufe 1
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Ablauf[Bearbeiten]

Das Praktikum findet auf dem Schießberg statt. Gestartet wird am Pavillon, danach geht es über die Lindenallee zum Tanzkreis und zum Aussichtsturm. Nach zwei gemeinsamen Aufgaben zu Beginn (Planetenweg und Milchstraße) durchlaufen die Zweierteams die weiteren Aufgaben in beliebiger Reihenfolge selbständig. Die Entfernungen werden mit großen Schritten gemessen, die dann 1 Meter groß sind.

Hier geht es zu den Lösungen zu den meisten Aufgaben.

Material[Bearbeiten]

Bitte auf passende Kleidung und festes Schuhwerk achten, man läuft nur zu Beginn auf Asphalt.

Jedes Zweiterteam benötigt

  • Schreibblock und Stift
  • Taschenrechner, trigonometrische Funktionen im DEG-Modus müssen möglich sein (evtl. Smartphone)
  • Meterstab
  • Geodreieck zur Winkelmessung
  • Wasserwaage (evtl. Smartphone-App)

Daten[Bearbeiten]

Die Daten stammen von der Wikipedia Liste der Planeten des Sonnensystems und sind auf vier geltende Ziffern gerundet.

Objekt Radius in km Große Bahnhalbachse in km Bemerkung
Sonne 696.300 -
Merkur 2.440 57.910.000
Venus 6.052 108.200.000
Erde 6.378 149.600.000
Mars 3.397 227.900.000
Jupiter 71.490 778.400.000
Saturn 60.270 1.427.000.000
Uranus 25.560 2.871.000.000
Neptun 24.760 4.498.000.000
Mond 1.737 384.400 Entfernung zur Erde

Aufgabe: Planetenweg[Bearbeiten]

Anfang des Planetenwegs: Sonne (Styroporkugel), Merkur, Venus, Erde und Mond

Wenn die Sonne auf einen Durchmesser von 10 cm geschrumpft wird, erhält man eine Abbildung im Maßstab 1:14.000.000.000 (1:14 Milliarden). Die Modell-Sonne steht im Pavillion auf dem Schießberg. Alle acht Planeten und der Mond werden den Teilnehmern oder Gruppen zugeteilt. Berechne mit dem Maßstab und mit den Daten oben

  1. den Durchmesser deines Modells (Tipp: Berechne zuerst den Modellradius)
  2. den Abstand deines Modellobjekts von der Modell-Sonne.

Suche ein Steinchen mit diesem Durchmesser und positioniere dich auf der Lindenallee im Modellabstand von der Sonne; pro Meter einen großen Schritt. Das Besondere: Wir haben jetzt ein Modell, bei dem der Maßstab für Durchmesser und Abstände der gleiche ist. Viele Planetenwege haben den Maßstab nur im Abstand; viele Abbildungen der Planeten haben den Maßstab nur im Durchmesser.

Aufgabe: Milchstraße[Bearbeiten]

Andromedagalaxie

Unsere Galaxie, die Wikipedia Milchstraße, besitzt einen Durchmesser von 200.000 Lichtjahren und eine Dicke von 1.000 Lichtjahren. In der Mitte ist sie dicker, nämlich 15.000 Lichtjahre.

Die nächste Galaxie ist die Wikipedia Andromedagalaxie. Sie besitzt den gleichen Durchmesser wie die Milchstraße und ist von ihr 2.500.000 Lichtjahre entfernt.

a) Miss den Durchmesser des Tanzkreises in Metern.

b) Wenn die Milchstraße so groß ist wie der Tanzkreis, wie dick wäre sie dann außen und in der Mitte?

c) In welcher Entfernung befindet sich dann die Andromedagalaxie?


Aufgabe: Bogenminute und Bogensekunde[Bearbeiten]

Die zwei Personen eines Teams stehen 100 m auseinander.

a) Berechne zuerst die Höhe/Breite h von Objekten, die in der Entfernung 100 m jeweils 1 Grad, 1 Bogenminute und 1 Bogensekunde groß scheinen.

b) Jeder sucht Objekte der jeweiligen Größe. Zeigt sie euch gegenseitig in 100 m Entfernung.

Aufgabe: Sonnenfinsternis[Bearbeiten]

Je nach Position auf den elliptischen Bahnen erscheinen Mond und Sonne leicht unterschiedlich groß:

  • Mond: 0,49° bis 0,56°
  • Sonne: 0,52° bis 0,54°

Aber grob gesagt erscheinen sie uns gleich groß und sie passen fast exakt „aufeinander“.

a) Berechne aus dem Verhältnis der beiden Radien von Sonne und Mond den Faktor, um den die Sonne größer ist als der Mond.

b) Suche zwei Objekte, die sich um diesen Faktor unterscheiden, das Größere könnte eine Baumkrone oder der Tanzkreis sein. Ordne die Objekte so an, dass genau eine „Finsternis“ enststeht.

c) Miss die Abstände von deinem Auge zu den beiden Objekten und berechne das Verhältnis. Vergleiche zur Kontrolle mit dem Verhältnis der Abstände von Erde zu Mond und Erde zur Sonne aus a).

Aufgabe: Höhe des Aussichtsturms[Bearbeiten]

Bestimme mit einer der drei folgenden Methoden die Höhe des Aussichtsturms. Die Formel in der letzten Zeile zeigt dir jeweils, was du messen musst.

geplante Aufgaben[Bearbeiten]

Parallaxenmethode[Bearbeiten]

Wo ist Norden?[Bearbeiten]

Wie groß ist die Erde?[Bearbeiten]