Fizika tanár szakos hallgatóknak

Az előadások a következő témára: "Fizika tanár szakos hallgatóknak"— Előadás másolata:

1 Fizika tanár szakos hallgatóknak
Csillagászat Fizika tanár szakos hallgatóknak 2008/2009. I.félév 1. előadás (2008. szept. 23.)

2 Információk

3 A csillagászat tárgya Az egyik legrégebbi tudomány
Az égen látható jelenségek leírása és felhasználása: időszámítás tájékozódás jelenségek előrejelzése (Nílus áradása, fogyatkozások) Jelenlegi felosztása: Asztrometria, időszolgálat Égi mechanika Asztrofizika Stellárasztronómia (határterület) Űrkutatás Csillagászat 1.

4 A csillagászat kapcsolata a mindennapi élettel és más tudományokkal: 1
Időszámítás, naptár, kultúra (napok nevei), tájékozódás Matematika, geometria: 360 fokos kör, 60 perc, 60 másodperc, Kepler használt először logaritmust, Bessel, Gauss csillagászok voltak Fizika: közvetlen kapcsolat, a világ anyagi egységének vizsgálata. Kopernikusz elmélete, Galilei kísérletei, Kepler kutatásai, Newton összefoglalása, Einstein új világképe. Az elemi részek és a világegyetem fejlődésének összefüggése. Kémia: Színképelemzés, a világ anyagi egysége. Különleges vegyületek. Biológia: Az élet keletkezése és a Földön kívüli élet lehetőségei, Csillagászat 1.

5 A csillagászat kapcsolata a mindennapi élettel és más tudományokkal:
2 Humán tudományok: Történelem: Közvetlen felhasználás, krónikákban szereplő események, (napfogyatkozás, holdfogyatkozás – honfoglalás ideje) Művészettörténet: Régi templomok, épületek tájolása. Alkotások pontos keletkezési idejének megállapítása. Mitológiai – asztrológiai összefüggések. Irodalom:Alkotások pontos keletkezési helyének és idejének megállapítása Nyelvtudomány: A magyar nyelv finnugor eredetét Sajnovics János jezsuita csillagász Lappföldön, egy, a Vénusz Nap előtt való átvonulásának megfigye- lésére küldött expedíción állapította meg. Csillagászat 1.

6 A csillagászat kapcsolata a mindennapi élettel és más tudományokkal:
Művészettörténeti példa: Csillagászat 1.

7 A csillagászat kapcsolata a mindennapi élettel és más tudományokkal: 3
Az MKS mértékegységrendszer 1s = az 1900,0 év 12h-hoz tartozó tropikus év 1/ ,9797 része 1m = az a távolság, amelyet a fény vákuumban 1/ s alatt tesz meg (1983. okt. 20-tól, pontosság) 1791 – 1/40milló Föld kerület, ez 2,3 km-rel hibás, ezért 1889 – az etalon hossza 1960-tól Kr86 izotóp 2P10 – 5D5 sárga színképvonala ,73-szorosa (10-9) Ez a Föld kerületén 4 cm pontatlanságot jelentett, míg a lézerfrekvencia (időmérés) pontatlansága volt, ezért definiálták újra a métert, a fénysebességgel. Csillagászat 1.

8 A csillagászat története
Babilon, I.e től Csillagképeink eredete, az állatöv Ékírásos agyagtábla a Halley-üstökös legkorábbi megfigyelésével, i.e. 164-ből Csillagászat 1.

9 Stonehenge, Anglia, I.e. 2000 körül
Csillagászat 1.

10 Bonyolult naptárrendszerük volt
Más civilizációk: Maya – Közép-Amerika Bonyolult naptárrendszerük volt Helyiértékes 20-as számrendszert használtak, de a 2. helyen 18 a váltószám, (18 x 20 = 360, az év hossza miatt) Csillagászat 1.

11 Egyiptom Több ezer éves megfigyelések
A Nílus áradásának előrejelzése gazdaságilag fontos Mai naptárunk alapja, a szökőév innen származik Csillagászat 1.

12 Kína Az égi előjelek rendszeres megfigyelése
(5 csillagász, a 4 égtáj + zenit), szintén több ezer éves anyag. Üstökösök, meteorok, sarki fény, szupernovák, napfoltok (ezenkívül meteorológiai jelenségek) A Rák-köd, az 1054-ben megfigyelt szupernova maradványa Csillagászat 1.

13 Európa Görögország a tudomány bölcsője Arisztarkhosz, i.e. 320-250
Héliocentrikus rendszer, a mérés szerint a Nap 19-szer van távolabb, mint a Hold, következésképpen nagyobb. Csillagászat 1.

14 könyvtáros Alexandriában, meghatározza a Föld méretét
Eratosztenész, i.e : könyvtáros Alexandriában, meghatározza a Föld méretét Csillagászat 1.

15 Felfedezi a precessziót, ezért csillagkatalógust állít össze.
Hipparkhosz, i.e : Felfedezi a precessziót, ezért csillagkatalógust állít össze. A csillagokat fényességük szerint osztályokba sorolja, ez mind a mai napig fennmaradt. Ptolemaiosz, i.sz : Az ókori görög csillagászat, a földközéppontú (geocentrikus) világkép összefoglalása, a Nagy Összefoglalás, Megálé Szüntakszisz. A jelen korba arab közvetítéssel került, ezért Almageszt néven ismertebb. Kidolgozza a bolygók mozgásának epiciklus elméletét Csillagászat 1.

16 tovább a birodalom bukásáig. A kereszténység a természettudományoknak
A rómaiak inkább mérnökök voltak, mint tudósok. A görög tudományt vitték tovább a birodalom bukásáig. A kereszténység a természettudományoknak nem kedvez, a „tudomány” inkább a skolasztika és a teológia. A középkorban Európában az arisztotelészi fizika uralkodik, a négy elemmel és a ptolemaioszi körmozgásokkal. A középkori egyetemeken a 7 szabad művészet közt oktatják (Trivium: grammatika, retorika, dialektika – Quadruvium: matematika, geometria, asztronómia, muzsika) A görög kultúrát a mohamedán tudósok viszik tovább, pl. Ulug Beg Szamarkandban csillagvizsgálót épít és csillagkatalógust készít. A reneszánszban a görög kultúra arab fordításokon keresztül kerül vissza Európába. Csillagászat 1.

17 A csillagászat forradalmát Nicolaus Copernicus (1473-1543) indítja el.
De Revolutionibus Orbium Coelestium c. könyvével Csillagászat 1.

18 A héliocentrikus elmélet alapján számolt bolygópozíciók azonban
nem jobbak a ptolemaioszi renszer alapján számoltaknál. Kopernikusz ugyanis körpályákkal számol, a ptolemaioszi rendszert viszont az évszázadok során már kifinomították („sorbafejtés”). Színre lép a legjobb szabadszemes megfigyelő, Tycho Brahe ( ). Csillagászat 1.

19 Brahe pontos megfigyeléseit segédje és utóda, Johannes Kepler
( ) dolgozza fel, a hosszadalmas számításokból meghatározza a bolygók mozgásának alapvető szabályait: Minden bolygó ellipszis alakú pályán kering, amelynek egyik gyújtópontjában (fókuszában) a Nap áll. A bolygót és a Napot összekötő egyenes („vezérsugár”, rádiusz-vektor) egyenlő időtartamok alatt egyenlő területeket súrol. 3. Az egyes bolygók Nap körüli keringési ideinek négyzetei úgy aránylanak egymáshoz, mint Naptól való közepes távolságaik harmadik hatványai. Csillagászat 1.

20 Kepler kortársa volt Galileo Galilei (1596-1642), az asztrofizika
megalapítója. Először végzett rendszeres távcsöves megfigyeléseket. Felfedezte a Jupiter holdjait, a Hold hegyeit, a Tejút csillagait, a Vénusz fázisait. Bebizonyította, hogy a Napon általa is megfigyelt sötét foltok valóban a Nap felszínén találhatók. Nézeteiért az inkvizíció házi őrizetre ítélte, és tanai visszavonására kötelezte. Könyveit a Vatikán indexre tette, és ezt csak a XX. század végén szüntette meg II. János Pál pápa. Galilei a kísérleti fizika megalapításában is jelentős szerepet játszott. Csillagászat 1.

21 Kepler törvényeit végül Newton (1643-1727) magyarázta meg
az általános tömegvonzás elméletével. F = G(m1m2)/r2 Philosophiae Naturalis Principia Mathematica Az elméleti fizika megalapozója. A végső bizonyíték, amikor a Halley által Newton elmélete szerint számított pályán keringő üstökös megjósolt visszatérését megfigyelik. Csillagászat 1.

22 Az Uránusz felfedezése (Herschel, 1781)
„Hiányzó” bolygó a Mars és Jupiter közt Bolygók perturbációszámításai Ismeretlen bolygó feltételezése az Uránusz mozgásában megfigyelt perturbációkból (Leverrier, Adams), a Neptunusz felfedezése (Galle, 1846). Az első kisbolygó (Ceres) felfedezése 1801, Gauss kidolgozza a pálya- számítás módszerét. További sok ezer kisbolygó felfedezése, jelenleg több, mint a biztos pályával rendelkezők száma. Tombaugh felfedezi a legkülső “nagybolygót”, a Plútót. 1992 – A Neptunuszon túli övezet, jelenleg 1700 feletti számú 2006 – A Nemzetközi Csillagászati Únió a Plútót „lefokozza” törpebolygóvá (a Ceres és az Eris mellett, azóta Haumea és Makemake is). Csillagászat 1.

23 A modern napfizika megteremtője A Yerkes, Mount Wilson és Palomar
George Ellery Hale ( ) A modern napfizika megteremtője A Yerkes, Mount Wilson és Palomar obszervatóriumok alapítója, mindhárom a világ akkor legnagyobb távcsövével rendelkezett. A Nemzetközi Csillagászati Únió (IAU) megszervezője, az Astrophysical Journal társ-alapítója. Csillagászat 1.

24 A Tejútrendszeren kívüli extragalaxisok felfedezője és kutatója.
Már Herschel megpróbálja felderíteni a Tejútrendszer alakját, csillagstatisztikával Edwin Hubble ( ) A Tejútrendszeren kívüli extragalaxisok felfedezője és kutatója. A Mt. Wilson és Palomar obszervatórium távcsöveivel végzett mérésekből megállapítja, hogy a Tejútrendszeren kívül is vannak csillagrendszerek, (extragalaxisok), amelyek távolságukkal arányos sebességgel távolodnak tőlünk (Hubble - törvény, táguló világegyetem). Az űrtávcsövet (HST, Hubble Space Telescope) róla nevezték el Csillagászat 1.

25 Az űrtávcső (HST, Hubble Space Telescope)
Csillagászat 1.

26 űreszközök ( pl. Cassini, MRO )
Csillagászat 1.

27 űreszközök 2. ( pl. SOHO, Hinode )
Csillagászat 1.