VL 05 Sonne, Mond, Sterne und Licht

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Questions and Answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Rolle der "dunklen Energie" im Universum?

  • Sie ist eine hypothetische Energieform, die die beschleunigte Ausdehnung des Universums antreibt. (correct)
  • Sie ist eine Energiequelle, die Sterne antreibt und ihre Lebensdauer verlängert.
  • Sie verstärkt die Gravitationskraft zwischen Galaxien, wodurch diese enger zusammenrücken.
  • Sie ist eine Form von Materie, die Licht absorbiert und somit das Universum verdunkelt.

Welche Aussage beschreibt am genauesten den Prozess der Nukleosynthese in Sternen?

  • Schwere Elemente wie Eisen und Gold werden durch Gravitationskräfte im Kern eines Sterns gebildet.
  • Leichte Elemente wie Wasserstoff und Helium verschmelzen durch Kernfusion zu schwereren Elementen. (correct)
  • Leichte Elemente wie Wasserstoff und Helium werden durch Kernspaltung zu schwereren Elementen umgewandelt.
  • Sterne recyceln bereits vorhandene schwere Elemente im Universum, ohne neue zu erzeugen.

Welche Rolle spielen Supernovae bei der Verteilung von Atomen im Universum?

  • Supernovae verdichten Atome zu Schwarzen Löchern und verhindern so deren weitere Verteilung.
  • Supernovae verteilen Atome, die im Inneren von Sternen entstanden sind, durch gewaltige Explosionen im Universum. (correct)
  • Supernovae wandeln alle Atome in Antimaterie um, wodurch keine Verteilung stattfindet.
  • Supernovae speichern Atome in planetarischen Nebeln, die diese langsam über Milliarden von Jahren freisetzen.

Wie lässt sich der Übergang eines Sterns von einem Hauptreihenstern zu einem Roten Riesen am besten beschreiben?

<p>Der Stern dehnt sich drastisch aus, kühlt ab und beginnt, schwerere Elemente in seinem Kern zu fusionieren. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche physikalische Ursache ist hauptsächlich für die Gezeiten auf der Erde verantwortlich?

<p>Die Gravitationskraft des Mondes und der Sonne in Kombination mit der Fliehkraft der Erdrotation. (D)</p> Signup and view all the answers

Warum haben wir auf der Erde unterschiedliche Jahreszeiten?

<p>Die Neigung der Erdachse in Bezug auf ihre Umlaufbahn um die Sonne. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage erklärt am besten, warum die Mondphasen auftreten?

<p>Wir sehen unterschiedliche Anteile der Mondoberfläche, die von der Sonne beleuchtet werden, während der Mond die Erde umrundet. (B)</p> Signup and view all the answers

Welchen Einfluss haben Gezeitenkräfte langfristig auf die Rotation der Erde?

<p>Sie verlangsamen die Erdrotation allmählich. (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Konsequenz aus der verlangsamten Mondrotation aufgrund der Gezeitenkräfte?

<p>Der Mond zeigt uns immer die gleiche Seite. (A)</p> Signup and view all the answers

Warum ist der Himmel während des Tages blau?

<p>Das blaue Licht wird stärker an den Luftmolekülen in der Atmosphäre gestreut als andere Farben. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheiden sich totale und partielle Kernschattenfinsternisse hinsichtlich ihrer Beobachtbarkeit?

<p>Totale Kernschattenfinsternisse sind seltener und nur in einem begrenzten Gebiet vollständig sichtbar, während partielle in einem größeren Bereich sichtbar sind. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten die Bedeutung der Neigung der Erdachse für die Entstehung der Jahreszeiten?

<p>Die Neigung der Erdachse bewirkt, dass die Sonneneinstrahlung in unterschiedlichen Winkeln auf die verschiedenen Hemisphären trifft, was zu saisonalen Unterschieden führt. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die Atmosphäre die auf der Erdoberfläche ankommende Solarstrahlung?

<p>Die Atmosphäre absorbiert und streut einen Teil der Solarstrahlung, wodurch die Intensität der auf der Erdoberfläche ankommenden Strahlung verringert wird. (C)</p> Signup and view all the answers

Was wäre die wahrscheinlichste Folge, wenn die Erdachse keine Neigung hätte?

<p>Es gäbe keine Jahreszeiten mehr. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie wirkt sich die Position des Mondes während eines Neumondes auf die Erde aus?

<p>Der Mond ist zwischen Erde und Sonne positioniert, was manchmal zu Sonnenfinsternissen führt, aber er ist selbst am Himmel nicht sichtbar. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Entstehung des Mondes gemäß der Giant-Impact-Hypothese?

<p>Ein großer Himmelskörper kollidierte mit der frühen Erde, und Material aus dieser Kollision formte den Mond. (A)</p> Signup and view all the answers

Warum sind Sonnenfinsternisse seltener als Mondfinsternisse, obwohl der Mond öfter die Sonne umkreist?

<p>Sonnenfinsternisse erfordern eine perfekte Ausrichtung von Sonne, Erde und Mond, die aufgrund der Neigung der Mondbahn seltener auftritt. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie hängen die Gezeitenkräfte des Mondes mit der Synchronisation der Mondrotation zusammen?

<p>Die Gezeitenkräfte des Mondes haben die Mondrotation so verlangsamt, dass der Mond der Erde immer die gleiche Seite zuwendet. (B)</p> Signup and view all the answers

Welchen Einfluss hat die Entfernung zwischen Erde und Sonne auf die Jahreszeiten?

<p>Die Entfernung spielt eine unbedeutende Rolle im Vergleich zur Neigung der Erdachse. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden beschreibt die 'synodische Periode' des Mondes am präzisesten?

<p>Die Zeit, die der Mond benötigt, um von einer Vollmondphase zur nächsten zu gelangen. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheidet sich die Solarstrahlung, die Hamburg im Sommer und im Winter erreicht?

<p>Im Sommer ist die Strahlung intensiver, da der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen steiler ist. (B)</p> Signup and view all the answers

Warum erscheint der Mond manchmal als rötlich, insbesondere während einer Mondfinsternis?

<p>Die Erdatmosphäre streut und filtert das blaue Licht der Sonne, sodass hauptsächlich rotes Licht den Mond erreicht. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt korrekt, warum die Gezeiten auf der mondabgewandten Seite der Erde entstehen?

<p>Die Zentrifugalkraft, die durch die Rotation der Erde um den gemeinsamen Schwerpunkt mit dem Mond entsteht, ist auf der mondabgewandten Seite stärker. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie wird der Lebenszyklus der Sonne in etwa [timeframe] Jahren aussehen?

<p>Die Sonne wird sich zu einem Weißen Zwerg entwickeln, nachdem sie ihren Roten-Riesen-Phase durchlaufen hat. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Unterschied zwischen einem Atom, einer Galaxie, einem Sonnensystem und dem Universum, geordnet nach Größe vom Kleinsten zum Größten?

<p>Atom, Sonnensystem, Galaxie, Universum (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Prozesse laufen in der Sonne ab, die Energie erzeugen?

<p>Kernfusion von Wasserstoff zu Helium (D)</p> Signup and view all the answers

Wie hoch ist die ungefähre Oberflächentemperatur der Sonne?

<p>5.400 °C (A)</p> Signup and view all the answers

Was versteht man unter "Erdschein" und wann ist er am besten zu beobachten?

<p>Das von der Erde reflektierte Sonnenlicht, das die dunkle Seite des Mondes schwach erhellt, am besten sichtbar bei Sichelmond. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die Neigung der Erdachse die Sonneneinstrahlung und die Tageslänge während der Sommersonnenwende auf der Nordhalbkugel?

<p>Die Neigung maximiert und die Sonneneinstrahlung maximiert, was zu längeren Tagen und intensiverer Erwärmung führt. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflussen Gezeitenkräfte die Monde anderer Planeten?

<p>Sie können Monde zerbrechen, wenn sich diese innerhalb der planetaren Roche-Grenze befinden. (C)</p> Signup and view all the answers

Bei welcher Mondphase geht der Mond mittags auf und um Mitternacht unter?

<p>Zunehmender Halbmond (C)</p> Signup and view all the answers

Welche langfristigen Auswirkungen haben die Gezeitenkräfte zwischen Erde und Mond auf die Rotation der Erde und die Umlaufbahn des Mondes?

<p>Die Erdrotation verlangsamt sich, und die Umlaufbahn des Mondes wird größer. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die relative Position von Mond, Erde und Sonne die Stärke der Gezeiten?

<p>Die Gezeiten sind am stärksten, wenn Sonne, Erde und Mond in einer Linie liegen (Springflut). (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt die Lithosphäre bei der Entstehung von Gezeiten?

<p>Die Lithosphäre spielt nur eine geringe oder keine Rolle bei der Entstehung von Gezeiten; hauptsächlich ist das Wasser betroffen. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Faktoren beeinflussen die Intensität der Sonnenstrahlung (Solarstrahlung) in Hamburg im Verlauf eines Jahres?

<p>Die Kombination aus dem Einfallswinkel der Sonnenstrahlen, der Tageslänge und der atmosphärischen Bedingungen. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie wirkt sich der Breitengrad auf die Intensität der Sonnenstrahlung aus, die eine Region empfängt?

<p>Je höher der Breitengrad, desto geringer die Intensität der Sonnenstrahlung, da das Sonnenlicht in einem flacheren Winkel einfällt. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptursache für die unterschiedliche Tageslänge im Sommer und Winter?

<p>Die Neigung der Erdachse (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen erklärt am besten, warum der Mond manchmal auch tagsüber sichtbar ist, insbesondere bei Halbmond?

<p>Bei Halbmond ist die Helligkeit des Mondes ausreichend, um auch bei Tageslicht wahrgenommen zu werden, da er sich in einer günstigen Position zur Sonne befindet. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt am besten, warum die Sonnenstrahlung in Hamburg im Sommer intensiver ist als im Winter?

<p>Die Erdachse ist im Sommer zur Sonne geneigt, was zu einem direkteren Einfallswinkel der Sonnenstrahlung führt. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die Präzession der Erdachse langfristig die Jahreszeiten?

<p>Sie verschiebt den Zeitpunkt der Jahreszeiten über sehr lange Zeiträume. (B)</p> Signup and view all the answers

Warum erscheinen Mondfinsternisse im Vergleich zu Sonnenfinsternissen häufiger?

<p>Die Erde ist größer als der Mond und wirft einen größeren Schatten. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheidet sich die synodische von der siderischen Periode des Mondes?

<p>Die synodische Periode ist kürzer, da die Erde sich während der Mondumlaufbahn um die Sonne bewegt. (D)</p> Signup and view all the answers

Unter welchen Bedingungen ist der Erdschein am besten sichtbar und wodurch entsteht er?

<p>Bei Neumond, erzeugt durch das von der Erde reflektierte Sonnenlicht, das die dunkle Seite des Mondes schwach erhellt. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie würde sich das Klima auf der Erde verändern, wenn die Rotationsachse senkrecht zur Umlaufbahn um die Sonne stünde?

<p>Es gäbe keine Jahreszeiten, und alle Orte hätten konstante Temperaturen über das Jahr. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche langfristigen Auswirkungen haben die Gezeitenkräfte zwischen Erde und Mond auf die Länge des Tages auf der Erde?

<p>Die Tageslänge verlängert sich allmählich, da die Erdrotation verlangsamt wird. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflussen die Gezeitenkräfte, die der Mond auf die Erde ausübt, die Form der Erde?

<p>Sie verursachen eine leichte Ausbeulung sowohl auf der dem Mond zugewandten als auch der abgewandten Seite. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie würde sich die Höhe der Gezeiten verändern, wenn der Mond die doppelte Masse hätte, aber die gleiche Entfernung zur Erde beibehielte?

<p>Die Gezeiten würden sich verdoppeln, da die Gezeitenkraft direkt proportional zur Masse ist. (B)</p> Signup and view all the answers

Warum sind die Gezeiten nicht immer genau alle 12 Stunden und 25 Minuten an einem gegebenen Ort zu beobachten?

<p>Die Form der Küstenlinie und die Topographie des Meeresbodens beeinflussen das Verhalten der Gezeitenwellen. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die Exzentrizität der Erdumlaufbahn um die Sonne die Intensität der Jahreszeiten?

<p>Größere Exzentrizität führt zu extremeren Jahreszeiten, da die Unterschiede in der Sonneneinstrahlung verstärkt werden. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielen die Lagrange-Punkte im Erde-Mond-System in Bezug auf die Stabilität von Himmelskörpern?

<p>Lagrange-Punkte sind Orte, an denen die Gravitationskräfte von Erde und Mond das Vorhandensein kleinerer Himmelskörper ermöglichen, die stabile Bahnen aufweisen. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die atmosphärische Refraktion die Beobachtung von Sonnenaufgängen und Sonnenuntergängen?

<p>Sie verlängert die Dauer des Sonnenaufgangs und Sonnenuntergangs, da das Sonnenlicht gebogen wird und die Sonne höher erscheint, als sie tatsächlich ist. (C)</p> Signup and view all the answers

Welchen Einfluss hat die Änderung der Sonnenaktivität (Sonnenfleckenzyklus) auf das Klima der Erde?

<p>Der klimarelevante Einfluss der Variabilität der Sonnenaktivität ist gering, aber messbar, im Vergleich zu anderen Faktoren wie Treibhausgasen. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie würden sich die Gezeiten auf einem hypothetischen Planeten verändern, der doppelt so groß wie die Erde ist, aber die gleiche Masse und den gleichen Abstand zum Mond hat?

<p>Die Gezeiten würden schwächer sein, da die größere Dichte des Planeten die Gravitationskräfte besser verteilt. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Rolle spielt die Corioliskraft bei der Verteilung der Gezeiten auf der Erde?

<p>Sie lenkt Gezeitenströme ab und beeinflusst die Muster der Gezeitenwelle. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie verändert sich die Intensität der Solarstrahlung auf der Erde während eines Sonnenfleckenminimums (Maunder-Minimum)?

<p>Die Intensität der Solarstrahlung nimmt geringfügig ab, was möglicherweise zu einer leichten Abkühlung führen kann. (A)</p> Signup and view all the answers

Unter welchen Bedingungen entstehen Springfluten und Nipptiden, und welches sind die relativen Positionen von Sonne, Erde und Mond?

<p>Springfluten entstehen bei Neumond und Vollmond, Nipptiden bei Halbmond, wobei bei Springfluten Sonne, Erde und Mond eine Linie bilden. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie würde sich eine signifikante Zunahme der Albedo der Erde (z. B. durch vermehrte Wolkenbildung) auf die globale Durchschnittstemperatur auswirken?

<p>Die globale Durchschnittstemperatur würde sinken, da mehr Sonnenlicht ins All reflektiert würde. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche langfristigen Auswirkungen hätte eine Verlangsamung der Erdrotation auf die Verteilung der Sonnenstrahlung und das Klima auf der Erde?

<p>Es gäbe extremere Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht sowie Veränderungen in den Wind- und Meeresströmungen, was zu neuen Klimazonen führen würde. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die Anwesenheit einer Atmosphäre die Oberflächentemperatur eines Planeten im Vergleich zu einem Planeten ohne Atmosphäre, der die gleiche Menge an Sonnenstrahlung empfängt?

<p>Die Anwesenheit einer Atmosphäre führt zu einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung, kann aber die Durchschnittstemperatur erhöhen oder senken, abhängig von der Zusammensetzung der Atmosphäre. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Faktoren sind ausschlaggebend dafür, ob eine totale Sonnenfinsternis an einem bestimmten Ort auf der Erde sichtbar ist?

<p>Die genaue Ausrichtung von Sonne, Mond und Erde sowie die Position des Beobachters im Kernschatten des Mondes. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheiden sich die Auswirkungen von Gezeitenkräften auf Planeten mit und ohne Ozeane?

<p>Auf Planeten mit Ozeanen verursachen Gezeitenkräfte hauptsächlich Wasserbewegungen, während sie auf Planeten ohne Ozeane zu Dehnungen und Kompressionen der Lithosphäre führen. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflussen Vulkanausbrüche das Klima und die Solarstrahlung auf der Erde?

<p>Vulkanausbrüche setzen Sulfataerosole frei, die Solarstrahlung reflektieren und somit kurzfristig zu einer Abkühlung führen. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie ist der Zusammenhang zwischen dem Abstand eines Planeten zu seiner Sonne und der Stärke der Gezeitenkräfte, die der Planet auf seine Monde ausübt?

<p>Je geringer der Abstand, desto stärker sind die Gezeitenkräfte, da die unterschiedliche Gravitation über den Mondquerschnitt zunimmt. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Auswirkungen hätte das Ende der Plattentektonik auf der Erde auf die langfristige Entwicklung des Klimas und die Verteilung der Landmassen?

<p>Die Verteilung der Landmassen würde sich stabilisieren, und die CO2-Emissionen aus Vulkanen würden stark reduziert, was zu langfristiger Abkühlung führen könnte. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die unterschiedliche spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichts (d.h. die Verteilung der Farben) die Erwärmung verschiedener Oberflächen auf der Erde?

<p>Dunklere Oberflächen absorbieren mehr sichtbares Licht und erwärmen sich stärker, während hellere Oberflächen mehr Licht reflektieren und kühler bleiben. (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Erdrotation

Die Geschwindigkeit, mit der sich die Erde um ihre eigene Achse dreht.

Gekippte Erdachse

Ursache für Unterschiede in der Sonneneinstrahlung und die Entstehung der Jahreszeiten.

Mondphasen

Die relative Position von Mond, Erde und Sonne ändert die sichtbare Form des Mondes.

Vollmondposition

Der Mond befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Erde, von der Sonne aus gesehen.

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Ebbe und Flut

Anziehungskraft von Mond und Sonne verursacht steigende und fallende Meeresspiegel.

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Finsternis

Die Ausrichtung von Mond, Erde und Sonne, bei der die Objekte auf einer Linie liegen.

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Neumond

Neumond geht morgens auf, abends unter, nur Tags am Himmel sichtbar.

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Zunehmender Halbmond

Geht mittags auf, um Mitternacht unter, eine Hälfte ist beleuchtet.

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Vollmond

Ganze beleuchtete Seite ist sichtbar, geht abends auf, morgens unter.

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Erdschein

Die Erde reflektiert Sonnenlicht und beleuchtet die dunkle Hälfte des Mondes

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Was bewirkt die Erdrotation?

Die Ursache für Tag und Nacht.

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Warum gibt es Jahreszeiten?

Verschiedene Bereiche erhalten unterschiedliche Mengen an direkter Sonneneinstrahlung.

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Winkel zwischen Ebenen

Der Winkel zwischen der Rotationsebene Mond-Erde und Erde-Sonne beträgt ungefähr fünf Grad.

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Was bewirkt eine Mondfinsternis?

Der Durchgang von Mondknoten bei Vollmond.

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Kernschatten

Der Teil des Schattens, in dem die Lichtquelle vollständig blockiert ist.

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Gezeitenkräfte

Die lokale Anziehungskraft des Mondes und die Differenz zur mittleren Anziehung.

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Die „feste Erde unter dem Wasser weggezogen“

Auch bekannt als Fliehkräfte

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Die drei Haupttypen von Gezeiten?

Solar Tide, Lunar Tide, Resulting tide

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Gezeitenkräfte beeinflussen ...

Verlangsamt Erdrotation, Mondrotation, kann Monde Zerbrechen

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Der Mond ist rot

Atmosphäre streut blaues Licht (kürzere Wellenlängen)

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Study Notes

Grundlagen der Naturwissenschaften im Sachunterricht 1

  • Die Vorlesung findet im 3. Semester des WS2024/25 statt.
  • Die Uhrzeit ist Mo 14:15-15:45 Uhr im Hörsaal B, Fachbereich Chemie.
  • VL 05 behandelt Sonne, Mond und Sterne sowie Licht (Teil 1) am 11.11.2024.
  • Dozenten sind Prof. Dr. Ralf Riedinger, Dr. Linn Müggenburg, Dr. Axel Orban, Dr. Felix Brieler, PD Dr. Dirk Warnecke.
  • Es ist nicht gestattet, diese Vorlesung oder Teile davon ohne Genehmigung zu vervielfältigen oder zu veröffentlichen.

Popquiz-Fragen

  • Was ist schneller als 300.000 km/s?
  • Wie alt ist das Universum?
  • Sortiere nach Größe: Atom, Galaxie, Sonnensystem, Universum
  • Woher kommt Gold ursprünglich?

Themenübersicht

  • Gelebte Astronomie: Wie erleben wir Sonne und Mond?
  • Tageszeiten und Jahreszeiten
  • Gezeiten

Unser Standort im Universum

  • Die Vorlesung behandelt den aktuellen Stand der Forschung zu Galaxien und Sternenentstehung.
  • James Webb Deep Field: Ein Bild ferner Galaxien, deren Rotverschiebung auf die Expansion des Universums hinweist.
  • Der Lebenszyklus eines Sterns wie Betelgeuse umfasst Fusion schwerer Elemente und Supernova-Explosionen, die Atome verteilen.
  • Supernovas verteilen Atome.
  • Protoplanetare Scheiben sind Scheiben aus Staub und Eis.

Unsere Sonne

  • Die Sonne besteht zu 92% aus Wasserstoff.
  • Energie wird durch die Fusion von Wasserstoff zu Helium erzeugt.
  • Die Oberflächentemperatur beträgt ca. 5.400 °C.
  • Der Radius der Sonne ist etwa 100-mal größer als der der Erde.

Unser Mond

  • Radius: 6.371 km
  • Umfang: 40.075 km
  • Der Radius des Mondes beträgt 1.737 km.
  • Die ISS befindet sich 400 km über der Oberfläche.
  • Die Entfernung zum Mond beträgt 384.400 km.

Tag und Nacht

  • Die Erde dreht sich um ihre eigene Achse.
  • Am Tag sehen wir die Sonne.
  • Nachts ist unsere Erdseite von der Sonne abgewandt.

Sonnenstrahlung

  • Die Leistung der Sonnenstrahlung beträgt 1.361 kW/m².
  • An der Oberfläche ist die Strahlung geringer aufgrund der Absorption in der Atmosphäre.
  • Es werden 1,2 kW/m² verwendet.
  • Ein Backofen verbraucht im Vergleich 3,4 kW, ein Handy 0,001 kW.

Leistungsvergleich

  • Backofen: 3,4 kW ~ 2,8 m²
  • Haartrockner: 2,2 kW ~ 1,8 m²
  • Mikrowelle: 0,8 kW ~ 0,6 m²
  • Laptop: Bis 65W = 0,065kW ~ 0,05 m² = (25cm)²
  • LED (1000lm hell): 0,01 kW ~ (10cm)²
  • Smartphone (im Schnitt): 0,001 kW ~ (3cm)²

Elektro- vs. Benzinautos

  • Elektroautos verbrauchen 18kWh/100km, was bei 100km/h 18 kW ~ 15 m² entspricht
  • Fläche für Solaranlage! Sondern äquivalente Leistung der Sonnenstrahlung benötigt.
  • Benziner verbrauchen 9l/100km, was 76kWh/100km entspricht, also 76 kW ~ 63 m² bei 100km/h.

Jahreszeiten

  • Die Erdachse ist um 23,5° geneigt.
  • Die geneigte Erdachse ist wahrscheinlich durch den Zusammenstoß mit Theia entstanden.
  • Die Jahreszeiten entstehen durch die Neigung der Erdachse und nicht durch die Entfernung zur Sonne.
  • Die Erde ist im (Nord-)Winter näher an der Sonne.
  • Am 21. Dezember ist Wintersonnenwende.
  • Am 21. Juni ist Sommersonnenwende.

Sonnenleistung in Hamburg

  • Herbst/Frühling: 53.5° nördliche Breite, 0.71kW/m².
  • Winter: 53.5° nördliche Breite, was 53.5° + 23.5° = 77° macht, etwa 0.26kW/m² (cos(77°) ≈ 22% der Sonnenleistung).
  • Sommer: 53.5° nördliche Breite, was 53.5° - 23.5° = 30° macht, etwa 1.04kW/m² (cos(30°) ≈ 86% der Sonnenleistung).
  • Etwa 4x mehr als im Winter.

Solarpanels im Vergleich

  • Elektroautos benötigen 18 kW ~ 15 m2.
  • Photovoltaik im Winter: 340 m2.
  • Photovoltaik im Sommer: 87 m².
  • Effektivität von Photovoltaik wird mit 20% bei Mittagssonne angenommen.

Mondphasen

  • Die Mondphasen entstehen durch die relative Stellung von Mond, Erde und Sonne.
  • Neumond: Die beleuchtete Seite schaut von der Erde weg und der Mond geht morgens auf bzw. abends unter.
  • Zunehmender Sichelmond: Beleuchtete Seite schaut hauptsächlich von der Erde weg.
  • Zunehmender Halbmond: Hälfte der beleuchteten Hälfte ist sichtbar.
  • Vollmond: Die gesamte beleuchtete Seite ist sichtbar.
  • Der Mond ist oft auch am Tag sichtbar, besonders gut bei Halbmond.
  • Erdschein: Von der Erde reflektiertes Sonnenlicht erhellt manchmal die dunkle Hälfte des Mondes.

Mond- und Sonnenfinsternisse

  • Der Winkel zwischen der Rotationsebene Mond-Erde und Erde-Sonne beträgt 5°.
  • Mondfinsternis: Durchgang von Mondknoten genau bei Vollmond. Sichtbar ist nur der Kernschatten.
  • Im Schnitt gibt es etwas mehr als eine Mondfinsternis pro Jahr.
  • Sonnenfinsternis
  • Nächste Mondfinsternisse
    1. Oktober. 2023 20:15:18
    1. September. 2024 02:45:25
    1. März 2025 06:59:56

Ebbe und Flut

  • Ebbe und Flut entstehen durch die Anziehungskraft des Mondes (und der Sonne) auf das Wasser.
  • Auf der Mond-abgewandten Seite entsteht Flut, weil die feste Erde unter dem Wasser weggezogen wird.
  • Genaue Zeiten für Ebbe und Flut hängen von der Strömung durch Gezeitenkräfte ab,
  • Bei Hamburg ist es kompliziert, da Wasser in 2 Richtungen um Großbritannien fließen kann.
  • Gezeitenkräfte verlangsamen die Erdrotation und die Mondrotation.

Themenübersicht

  • Erdrotation führt zu Tag und Nacht
  • Gekippte Erdachse führt zu Jahreszeiten
  • Die Mondphase wird durch die relative Stellung von Mond-Erde-Sonne bestimmt
  • Bei Vollmond befindet sich der Mond "hinter der Erde"
  • Ebbe und Flut werden durch die Anziehungskraft von Mond (und Sonne) auf das Wasser verursacht
  • Bei Mond-/Sonnenfinsternissen liegen Mond, Erde und Sonne genau auf einer Linie

Roter Mond

  • Die Atmosphäre streut blaues Licht (kürzere Wellenlängen) stärker.

Zusätzliches Material

  • Siehe auch Thema „Licht“, Praktikum!

Material

  • Verschiedene Links zu NASA-Seiten über Mondphasen, Finsternisse und Gezeiten.
  • Link zu einem YouTube-Video über den Sonnenuntergang von der ISS.
  • Link zu Studien über den Einfluss von Mondphasen.

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