Sexl Physik 7, Schulbuch

| 8 8.1 Das tiefe Blau des Mittelmeeres lädt zum Baden und Erholen ein. Wasser ist farblos, dennoch haben Meeresoberflächen, Seen und Flüsse ganz unterschiedliche Farben. Wie lassen sich diese Phänomene erklären? 8.2 Am Fußballplatz kannst du bei größerer Entfernung vom Spielfeld feststellen, dass du einen Tritt gegen den Ball siehst, bevor du das dazugehörige Geräusch hörst. NP SP A B M Zenit Horizontal- ebene Äquatorebene Himmelsnordpol Großer Wagen Kleiner Wagen Polar- stern 5x   8.3 Der Polarstern ist der hellste Stern im Kleinen Wagen. Die geographische Breite auf der Nordhalbkugel entspricht der Höhe des Polarsterns über dem Horizont. 1.1 Wie schnell ist Licht? Wenn wir am Abend den Himmel betrachten, dann sehen wir in die Vergangenheit unseres Universums. Der Polarstern ist etwa 430 Lichtjahre entfernt. Das bedeutet, dass das Licht des Sterns 430 Jahre benötigt, um zu uns zu gelangen. Wir sehen den Stern also so, wie er vor 430 Jahren war. Wenn wir eine Vorstellung davon haben wollen, wie weit der Stern von uns entfernt ist, müssen wir wissen, wie schnell sich das Licht durch den Weltraum bewegt. Unsere Alltagserfahrung sagt uns, dass die Lichtgeschwindigkeit sehr hoch sein muss, jedenfalls viel höher als die Schallgeschwindigkeit ( 8.2 ). Um die Geschwindigkeit des Lichts zu messen, benötigen wir daher entweder sehr große Entfernungen oder sehr genaue Uhren. w Die astronomische Messung der Lichtgeschwindigkeit Die Orientierung auf dem Meer erfolgte lange Zeit über die Beobachtung der Ster­ ne und eine genaue Zeitmessung. Die Suche nach einer Verbesserung der Zeitmes­ sung führte zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit. Untersuche, überlege, forsche: Ortsbestimmung 8.1 Die Höhe des Polarsterns über dem Horizont gibt auf der Nordhalbkugel die geogra- phische Breite an ( 8.3 ). Suche abends den Polarstern und schätze den Wert für die geographische Breite. Überprüfe deine Werte mit dem GPS System. 8.2 Bestimme den Unterschied zwischen Greenwich-Zeit (Greenwich Mean Time, GMT) und Ortszeit. Die GMT findest du im Internet oder am Handy, die Ortszeit kannst du aus dem Stand der Sonne ermitteln. Berechne aus der Differenz die geografische Länge deiner Position und überprüfe mittels GPS. Siehe dazu auch http://physikplus.oebv.at. Zur Zeit der großen europäischen Entdeckungsfahrten im 16. Jahrhundert gab es keine Schiffsuhren, auf welchen man die Zeit am Nullmeridian ablesen konnte. So kam es häufig vor, dass Schiffe hunderte Seemeilen von der vermeintlichen Posi­ tion entfernt waren. Im 17. Jahrhundert wurden die ersten Fernrohre gebaut. Da­ mit war es möglich, die periodischen Bewegungen von Himmelskörpern als Uhren zu benutzen. Zu diesem Phänomen notierte der französische Astronom G iovanni d oMenico c aSSini , Direktor der Pariser Sternwarte, die Verfinsterung des Jupiter­ monds Io ( 9.1 ) auf Zeittafeln. Als der dänische Astronom o le r öMer um 1675 zur Verbesserung dieser Zeittafeln den Jupitermond nochmals beobachtete, stellte er merkwürdige Abweichungen fest. Wenn die Erde dem Jupiter am nächsten war, stimmte alles vorzüglich, doch im Laufe des nächsten halben Jahres „ging Jupi­ ter nach“. Nach Römers Beobachtungen lief der Mond 22 Minuten zu spät durch den dunklen Schatten des Planeten. Römer machte sich auf Fehlersuche und prüfte die Tabellen. Mittlerweile verging wieder ein halbes Jahr, und – welche Über­ 1 Reflexion und Brechung In diesem Kapitel erfährst du, − wie man die Geschwindigkeit des Lichts messen kann, − wie optische Geräte aufgebaut sind und warum sie für uns wichtig sind, − wie unser Auge funktioniert, − wie Farben entstehen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv