Lehrbuch der Astronomie

563 Pages·1933·20.13 MB·German

by  Dr. Elis Strömgren, Dr. Bengt Strömgren (auth.)

LEHRBUCH
DER ASTRONOMIE
VON
DR. ELlS STROMGREN
PROFESSOR AN DER UNIVERSITA T KOPENHAGEN
UND
DRBENGTSTROMGREN
LEKTOR AN OER UNIVERSITAT KOPENHAGEN
MIT 186 ABBILDUNGEN
BERLIN
VERLAG VON JULIUS SPRINGER
1933
ISBN-13:978-3-642-89464-0 e-ISBN-13:978-3-642-91320-4
DOl: 10.1007/978-3-642-91320-4
ALLE RECHTE, INSBESONDERE DAS DER OBERSETZUNG
IN FREMDE SPRACHEN, VORBEHALTEN,
COPYRIGHT 1933 BY JULIUS SPRINGER IN BERLIN,
SOFTCOVER REPRINT OF THE HARDCOVER 1ST EDITION 1933
Vorwort.
In der zur Zeit vorliegenden astronomischen Literatur kann man - wenn
von der laufenden Forschungsliteratur abgesehen wird - zwei Hauptgruppen
unterscheiden: die mehr oder weniger popularen Werke, die die Forschungs
resultate ohne technische Details mitteilen, und die wissenschaftlichen Lehr
biicher, die in der Hauptsache Kenntnis der Arbeitsmethoden vermitteln.
Das vorliegende Werk solI ein Mittelding bilden: es solI den Lesern ein ge
wisses MaB konkreter astronomischer Kenntnisse beibringen, aber gleichzeitig
iiberall wenigstens eine erste Einfuhrung in die wissenschaftlichen Methoden
geben. Das Werk ist als Obersetzung und wesentliche Erweiterung eines Lehr
buchs entstanden, das seinerseits im Jahre 1931 als eine Erweiterung und
Modernisierung des in den nordischen Landern altbekannten Lehrbuchs von
MORN und GEELMUYDEN bei Gyldendal in Oslo in danischer Sprache erschien.
Die Verfasser haben bei der Ausarbeitung des vorliegenden Werkes besonders
zwei Ziele ins Auge gefaBt: das Buch solI einerseits den angehenden Astronomen
als eine erste Einfuhrung in ihre Wissenschaft dienen konnen, und zwar auf
allen Gebieten - auch denjenigen, die nieht im Brennpunkt des Interesses
der jetzigen Astronomengeneration stehen - und die Studierenden so weit
fUhren, daB sie fUr das wissenschaftliche Fachstudium genugend vorbereitet
sind; es solI andererseits ein wohl zur Zeit fehlendes Bindeglied zwischen Amateur
astronomie und wissenschaftlicher Astronomie bilden. Die Verfolgung dieser
verschiedenen Zwecke hat bewirkt, daB das Buch auf vielen Gebieten zuerst
eine elementare Behandlung eines bestimmten Problems gibt und nachher -
in einem spateren Kapitel- dasselbe Problem in strengerer, mehr wissenschaft
licher Weise behandelt. Als Beispiele seien die beiden Gebiete: Beobachtungen
an astronomischen MeBinstrumenten und die Probleme der Himmelsmechanik
erwilint, Gebiete, die beide in zwei verschiedenen Kapiteln behandelt werden.
Wir haben versucht, das Ganze so darzustellen, daB jedermann beim Studium
eines bestimmten Problems dort abbrechen kann, wo es anfangt schwierig zu
werden, daB er gleiehzeitig aber doch mit den Anfangsgrunden vertraut geworden
ist. Es ist unsere Hoffnung, daB das Werk durch diese Anordnung des Stoffes
auch den vielen interessierten Amateuren unserer Zeit wird niitzlich sein konnen.
1m Anhang finden sieh einige Formeln und Satze aus der Theorie der Be
obachtungen und aus der Theorie der Interpolation, der numerischen Diffe
rentiation und der numerischen Integration. Die Ableitung dieser Formeln und
Satze fallt nicht in das Gebiet der Astronomie; da ein erfolgreiches astro
nomisches Studium aber nicht ohne Kenntnis der elementaren Begriffe innerhalb
dieser Probleme betrieben werden kann, haben wir (auf den S. 493 bis 505) das
Notwendigste, zum Teil ohne Beweise, zusammengestellt.
Das Buch ist durch Zusammenarbeit der beiden Verfasser entstanden; es
solI jedoch erwahnt werden, daB das Kapitel iiber Himmelsmechanik (auBer
§ 204) und der Anhang von E. STROMGREN stammen, und daB B. STROMGREN
das Kapitel Stellarastronomie und Astrophysik, § 204 und den Abschnitt iiber
die Sonne verfaBt hat.
IV Vorwort.
Die grundlegende "Obersetzungsarbeit ist in Zusammenarbeit mit den
Verfassem - von Frau Dr. KRUGER in Kopenhagen ausgefiihrt worden. Eine
durchgreifende sprachliche Revision sowie auch viele sonstigen guten Ratschlage
verdanken wir Herm Professor PRAGER in Neubabelsberg. Herr Professor
E. KOHLSCHUTTER hat uns bei den geodatischen Problemen beraten, und Herr
Dr. RAUSCHELBACH hat uns einige wertvollen Winke zu dem Gezeitenproblem
gegeben. Arbeiten, die nach dem Juli 1932 ver6ffentlicht sind, haben im all
gemeinen nicht berticksichtigt werden k6nnen.
Namen lebender Forscher sind in dem Buche nicht genannt worden, von
einigen wenigen Fallen abgesehen, wo ein Gesetz oder ein Prinzip in der Literatur
mit einem bestimmten Namen unzertrennlich verkntipft ist, oder wenn - wie
es bei den kurzperiodischen Kometen der Fall ist - ein Objekt in der ganzen
astronomischen Literatur den Entdeckemamen tragt.
Eine Anzahl Zusammenstellungen sind, ungeandert oder mit kleineren Modi
fikationen, aus anderen Werken oder Zeitschriften tibemommen: S. 390 aus
R. H. FOWLER, Statistical Mechanics; S.465 aus Groningen Publ. 38; S.471 aus
MULLER-POUILLET, Lehrbuch der Physik: Physik des Kosmos (nach Mt. Wilson
Contr. 301); S. 480 aus Harvard College Observatory Circ. 371; S. 481 aus
RUSSELL-DuGAN-STEWART, Astronomy; S.539 (Historische nbersicht tiber die
ungefahre Unsicherheit in gemessenen Positionen) aus Publ. Astr. Soc. Pac. 41,
221; S. 544 aus den Hamburger Hilfstafe1n. Die Parallaxen und Eigen
bewegungen auf S. 459 sind hauptsachlich der Zusammenstellung in Popular
Astronomy 38, 19 entnommen.
Die Refraktionstafeln S. 540 bis 541 verdanken wir Herrn Staatsrat Prof.
A. DONNER.
Der Hauptteil des Illustrationsmaterials ist vom Verlag neu hergestellt
worden. Eine Anzahl Abbildungen entstammen anderen Werken, die im selben
Verlag erschienen sind. In bezug auf die zwei Stereoskopbilder am SchluB des
Buches soll erwahnt werden, daB Abdrucke dieser Bilder dem kleinen Werke
"Zweite Sammlung astronomischer Miniaturen" (Berlin: Julius Springer 1927)
abtrennbar angeheftet sind.
Kopenhagen, Univ.-Stemwarte, November 1932.
Die Verfasser.
Inhaltsverzeichnis.
§ Einleitung. Seite
1. Die verschiedenen Zweige der Astronomie
2- 10. "Ober astronomische Instrumente im allgemeinen. 2
Das Fernrohr. Photographie. Winkelmessung. Uhren. Photometrie.
Spektralapparate. Spektrum.
11- 15. Einige mathematische Hilfssatze 20
Spharisch-trigonometrische Formeln.
16. Der Sternhimmel 25
Spharische Astronomie.
17- 23. Die tagliche Bewegung des Himmels. Spharische Koordinaten 27
24-- 36. Die astronomischen MeBinstrumente ........... " 34
Theodolit. Universalinstrument. Durchgangsinstrument. Meridiankreis
und Vertikalkreis. 1\.quatoreal aufgestellte Instrumente. Refraktor und
Reflektor. Historische Bemerkungen. Mikrometer.
37- 39. Die Refraktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
40- 45. Die j ahrliche Bewegu ng der Sonne . . . . . . . 60
Ekliptik. Beziehungen zwischen 1\.quatorial-und Ekliptikal-Koordinaten.
Absolute Beobachtungen in alterer und neuerer Zeit. Sternkataloge.
46- 52. Die Einteilung der Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Das tropische Jahr. Stern zeit und Sonnenzeit. Kalender.
53- 66. Prazession. Nutation. Aberration. Jahrliche Parallaxe 79
67- 71. Die scheinbare Bewegung des Mondes und der Planeten 94
72- 78. Bestimmung der Zeit und der Rektaszension durch Beobach-
tung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 102
79- 82. Bestimmung der Polhohe durch Beobachtung . . . . . . . . 112
Polschwankungen. Bestimmung der geographischen Koordinaten zur See.
83- 84. Bestimmung des Azimuts durch Beobachtung . . . . . . . . 119
Die astronomische Bewegungslehre und einige damit
zusammenhangenden Probleme.
85- 89. Einleitende Bemerkungen. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 120
Geschwindigkeit. Beschleunigung. Kraft. Tragheit. Masse. Dichte. Tan
gential- und Zentrifugalkraft. Zentralkrafte.
90- 97. GroBe und Gestalt der Erde. . . . . . . . . . 125
Gradmessungen. Die Erde als Umdrehungsellipsoid.
98-100. Die tagliche Parallaxe . 136
101-108. Rotation der Erde .. . 143
109-114. Weltsysteme ..... . 149
Das Altertum. Das Copernicanische System.
VI Inhaltsverzeichnis.
§ Seite
115-123. Die KEPLERschen Gesetze 156
Die Bahnen der Planeten im Raum. Bahnelemente.
124-132. Das Gravitationsgesetz 165
Elementare Betrachtungen liber das Zwei- und Dreikorperproblem und
das Stbrungsproblem.
133-142. Die Bewegung des Mondes. Prazession und Nutation. Ebbe
und Flut . . . . . .. ............... 175
Elementare Betrachtungen.
143-151. Finsternisse . . . . .. . ....... . 186
Sonnen- und Mondfinsternisse. Sternbedeckungen durch den Mond.
Merkur- und Venusdurchgange.
152-155. Die Entfernung der Erde von der Sonne. ........ 197
Altere und neuere Methoden zur Bestimmung der Sonnenparallaxe.
Mathematische Behandlung des Zweikorperproblems,
des Drei- und n-Korperproblems und des Storungsproblems.
156-179. Das Zweikorperproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Differentialgleichungen des Zweikorperproblems und deren Integration.
Relative Bewegung. Vergleich mit den KEPLERschen Gesetzen. Bahn
elemente. Reihenentwicklungen im Zweikorperproblem. Bahnbestimmung.
Die absoluten Bewegungen im Zweikorperproblem.
180-189. Das Dreikorperproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Differentialgleichungen und bekannte Integrale. Exakt lbsbare Faile
des Dreikorperproblems. Das restringierte Problem (probleme restreint).
190-203. Das Storungsproblem 242
Verschiedene Stbrungsprobleme. Die Bewegungsgleichungen des Pla
netenproblems als Differentialgleichungen der rechtwinkligen Koordinaten.
Storungsfunktion. Entwicklung der Stbrungsfunktion in eine unendliche
Reihe. Umformung der Bewegungsgleichungen in Differentialgleichungen der
Bahnelemente. Integration. Verschiedene Typen von Stbrungsgliedern:
sakulare, langperiodische und normale periodische Glieder.
204. Zur Definition der in der Himmelsmechanik benutzten Ko-
ordinatensysteme ....................... 256
Inertialsysteme der NEwToNschen Mechanik. Festlegung eines Inertial
systems durch Planetenbeobachtungen. Festlegung eines Inertialsystems
durch Fixsternbeobachtungen. Bestimmung der Prazessionskonstante.
205. Bewegungsformen innerhalb eines Sternsystems auf Grund
der gesamten Anziehung des Systems. . . . . . . . . . . . 260
Problemstellung. Einfaches Beispiel: Bewegungsformen in kugelsymme
trischen Sternhaufen.
Das Sonnensystem.
206-211. Die Sonne ..... 262
Dimensionen. Masse. Dichte. Flecke. Fackeln. Rotation. Spektrum.
Korona. Protuberanzen. Chromosphare. Spektroheliograph. Stromungs
phanomene in der Sonnenatmosphare. Physikalische und chemische Ver
haltnisse in den auBersten Schichten der Sonne. Das Innere der Sonne.
212-235. Die Planeten und die Trabanten 278
Allgemeines. Merkur. Venus. Erde und Mond. Mars. Die kleinen Pla
neten. Jupiter. Saturn. Die gegenseitigen Stbrungen der Planeten Jupiter
und Saturn. Uranus. Neptnn. Pluto. Lmlaufs- uud Rotationsrichtung im
Planetensystem.
Inhaltsverzeichnis. VII
§ Seite
236-243. Die Kometen ............ . 303
Aussehen. Bahnen im Raume. Die vier Hauptgruppen unter den kurz
periodischen Kometen. Bahnbestimmung. Die urspriinglichen Bahnen der
Kometen. Physische VerM.ltnisse.
244-246. Sternschnuppen und Feuerkugeln. Das Zodiakallicht . . . . 314
Die Perioden in der Erscheinung der Sternschnuppen. Beziehungen der
Sternschnuppen und Meteore zu Kometen. Das Zodiakallicht.
247. Astronomische Konsequenzen der Relativitatstheorie . 319
248. Bewegungsformen im Sonnensystem ...•. 319
Stellarastronomie und Astrophysik.
249-256. Helligkeit. Farbe. Durchmesser. Flachenhelligkeit . . . . . 321
Absolute und scheinbare GroBe. Die gegenseitigen Beziehungen der
verschiedenen photometrischen Systeme. Farbenaquivalente. Interfero
metrische Durchmesserbestimmung. Flachenhelligkeit
257-262. Sternspektren . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . •. 336
Das kontinuierliche Spektrum. Effektive Temperatur. Farbtemperatur.
Das Absorptionslinienspektrum. Spektraltypus. Spektraltypus und Farbe.
Spektraltypus und absolute Helligkeit. Zweidimensionale Spektralklassi
fikation. Spektroskopische Parallaxenmethode.
263-271. Die Eigenschaften der Sternatmospharen und die theoretische
Deutung der Sternspektren . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
Die Probleme der theoretischen Spektralanalyse. Die atomaren Mecha
nismen der Lichtemission und Lichtabsorption. Ubergangswahrscheinlich
keiten. Gleichgewichtszustande eines homogenen, unendlich ausgedehnten
Gases (Ionisationstheorie). Sternatmospharen in lokalem thermodyna
mischem Gleichgewicht. Das kontinuierliche Spektrum. Die Absorptions
linien. Reine Absorption, Streuung und Fluoreszenz. Deutung des Zu
sammenhangs zwischen Spektraltypus und Temperatur und zwischen
Spektraltypus und absoluter Helligkeit. Die relative Haufigkeit der
Elemente.
272-275. Das RUSSELL-Diagramm. Der innere Aufbau der Sterne. . 390
Die Beobachtungsdaten. Das RUSSELL-Diagramm als Mittel zur Zu
zammenfassung der Beobachtungsdaten. Die beobachtete Verteilung der
Sterne im RussELL-Diagramm. Der innere Aufbau der Sterne. Inter
pretation des RUSSELL-Diagramms.
276-280. Eigenbewegung. Radialgeschwindigkeit. Parallaxe. Raum-
geschwindigkeit. Bewegung des Sonnensystems 400
281-298. Doppelsterne und mehrfache Systeme . • . . . . 407
Visuelle Doppelsterne. Bahnbestimmung bei visuellen Doppelsternen.
Bestimmung der Massen visueller Doppelsterne. Verteilung der visuellen
Doppelsterne im RUSSELL-Diagramm. Spektroskopische Doppelsterne.
Bahnbestimmung und Massenbestimmung bei spektroskopischen Doppel
sternen. Visuelle Doppelsterne, bei denen Radialgeschwindigkeitsande
rungen beobachtet sind. Beobachtung spektroskopischer Doppelsterne mit
dem Interferometer. Photometrische Doppelsterne. Bahnbestimmung bei
photometrischen Doppelsternen. Bestimmung der Massen und Radien bei
Doppelsternen, fur die photometrische und spektroskopische Elemente vor
liegen. Die Rotation enger Doppelsterne. Die Verteilung spektroskopischer
und photometrischer Doppelsterne im RUSSELL-Diagramm. Mehrfache
Systeme.
VIII Inhaltsverzeichnis.
§ Seite
299-301. Veranderliche und neue Sterne. . . . . . . . . . . . . . . . 436
Entdeckungs- und Beobachtungsmethoden. Die verschiedenen Klassen
veranderlicher Sterne. Cepheiden. Mirasterne. Theorien des Phanomens
der Veranderlichkeit. Neue Sterne (Novae). Beschreibung des Nova
phanomens. Theorien der Novae.
J02-304. Sternhaufen und Nebel ... 446
Kugelformige Sternhaufen. Offene Sternhaufen. Sternstrome. Diffuse
Nebel und planetarische Nebel. Dunkelnebel. Anagalaktische Nebel.
,105-320. Das Universum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
Die MilchstraBe. .Altere Theorien. Sternzahlungen. Die nachsten Fix
sterne. Parallaxenbestimmung mit Hilfe von Eigenbewegungen. Die
Haufigkeitsfunktion der absoluten Helligkeiten. Photometrische Par
allaxen. Das Skelett des MilchstraBensystems. Statistische Untersuchungen
mit Hilfe von Sternzahlungen. Absorption des Lichts im interstellaren
Raum. Selektive Absorption. Die Struktur des MilchstraBensystems.
Die Kalziumwolke im interstellaren Raum. Das System der anagalaktischen
Nebel. GesetzmaBigkeiten in den Bewegungen der Sterne. Die Theorie
der Rotation des MilchstraBensystems. Die Dynamik des MilchstraBen
systems. Bewegungsverhaltnisse im metagalaktischen System.
321. Kosmogonische Probleme. .. . . . . . . . . 489
Die Zeitskala. Theorie der Entwicklungsgeschichte der Sterne.
Anhang.
I. Formeln und Methoden .. 493
Die Methode der kleinsten Quadrate. Fehlertheorie. Interpolation. Nume
rische Differentiation. Numerische Integration. Reduktion einer Mikrometer
beobachtung. Kleinere stellarastronomische Probleme (Eigenbewegung; Radial
geschwindigkeit; wirkliche Bewegung im Raum; lineare transversale Bewegung;
jahrliche Parallaxe; das Hyadenproblem; parallaktische Bewegung; Anzahl der
Sterne von verschiedenen GroBenklassen).
II. Rechenbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 511
Sonnenzeit und Sternzeit. Berechnung von Azimut und Hohe. Bestimmung
der Polhohe mit Hilfe einer Hohenbeobachtung. Auf- und Untergang eines
Sterns. Reduktion einer Kometen-Beobachtung. Berechnung von Lange und
Breite aus Rektaszension und Deklination. Berechnung des Radiusvektors und
der wahren Anomalie eines Planeten. Beispiele zur Anwendung der Formeln
fur Interpolation, numerische Differentiation und numerische Integration.
III. Mondstorungen in Knoten und Bahnneigung 527
Numerisches Beispiel zum St6rungsproblem.
IV. Zur mathematischen Theorie der Prazession und Nutation 532
V. Konstanten. Tabellen. Diagramme. . . . . . . . . . . . . . 538
Mathematische und astronomische Konstanten und Tafeln (Tafeln fur: Pra
zession und Schiefe der Ekliptik; Unsicherheit in gemessenen Positionen; Grenz
groBen bei verschiedenen Beobachtungsmethoden; Extinktion des Lichts;
Refraktion; Zeitverwandlung; Julianisches Datum; Ostertag im Gregorianischen
Kalender; Fehlerintegral). Zwei Stereoskopbilder: unsere Nachbarsterne und
Bahn des Kometen Pons-Winnecke. Zwei typische Sonnenfinsternis-Diagramme.
Sachregister ............................. 549-555
Einleitung.
1. Astronomie bedeutet rein wortlich die Lehre von den Stemen am Himmel,
Sonne und Mond eingeschlossen. Wenn man sagt, daB Astronomie die Lehre
von den Korpem im Weltenraume ist, so unterscheidet sich diese Definition
von der ersten nur dadurch, daB sie unsere eigene Erde mit umfaBt.
DaB im iibrigen beide Definitionen auf dasselbe hinauslaufen, konnte man
im voraus nicht wissen, und in der Tat hat es einer langen Reihe von Jahr
hunderten bedurft, bis die Wissenschaft Sicherheit dariiber erlangte, daB es sich
wirklich so verhalt. Die Astronomie hat namlich die Eigentiimlichkeit, die flir
den Anfanger eine gewisse Schwierigkeit bedeutet, daB in vielen Fallen ein aus
gepragter Unterschied und zuweilen geradezu ein Gegensatz besteht zwischen
dem unmittelbaren Eindruck der Betrachtung und den wirklichen Verhaltnissen,
also zwischen Phanomen und Wirklichkeit.
Die sphiirische Astronomie behandelt die relative Stellung und Bewegung
alles dessen, was am Himmel zu sehen ist, indem man sich dabei an den un
mittelbaren Eindruck halt. Dieser Teil der Wissenschaft ist es, der die groBte
praktische Anwendung hat, indem ein wichtiger Teil der mathematischen
Geographie und der Navigation darin enthalten sind.
Ein anderer Zweig der Astronomie untersucht die wirklichen Verhaltnisse
im Raume. Der Teil, in dem die Bewegungen der Himmelskorper als Wirkungen
einer gemeinsamen Ursache angesehen werden, wird Himmelsmechanik genannt.
Die Lehre von der physikalischen Beschaffenheit der Himmelskorper wird in
der modemen Astronomie unter dem Namen Astrophysik abgesondert.
Unser gesamtes Wissen iiber die Fixsternwelt von allen verschiedenen Ge
sichtspunkten aus wird Stellarastronomie genannt. Die Stellarastronomie und
die Astrophysik werden oft als die modernen Zweige der Astronomie bezeichnet
im Gegensatz zu der spharischen Astronomie und der Himmelsmechanik, die
die klassische Astronomie ausmachen.
Der historische Gang der Entwicklung, in der Astronomie sowohl als in
verschiedenen anderen Wissenschaften, war der folgende: Der erste Schritt ist
die Beobachtung. Durch Nebeneinanderstellen der Beobachtungsergebnisse wird
man oft eine gewisse RegelmaBigkeit oder GesetzmaBigkeit bemerken konnen,
die es moglich macht, die gefundenen Resultate als die einzelnen .AuBerungen
einer gemeinsamen Regel oder eines gemeinsamen Gesetzes zu betrachten. Hat
man auf diese Weise mehrere solcher Regeln aufgefunden, so kann es vorkommen,
daB diese sich unter eine umfassendere Regel oder ein umfassenderes Gesetz
unterordnen lassen usw.
Es versteht sich von selbst, daB die Resultate, die durch eine solche Induktion
erreicht werden, mit einem groBeren oder kleineren Grad von Unsicherheit be
haftet sein konnen, da die aufgestellte Regel im allgemeinen eine unbegrenzte
Anzahl von Fallen umfaBt, wahrend das bei der Induktion benutzte Beob
achtungsmaterial notwendigerweise begrenzt ist. Deshalb fahrt man folgender
maBen weiter fort: Das gewonnene Resultat wird vorlaufig als gegeben be-
Stromgren, Lehrbuch der Astronomie.
2 Einleitung.
trachtet, wird als Hypothese aufgestellt, worauf man durch Deduktion aIle die
Konsequenzen aus der Hypothese ableitet, die uberhaupt abzuleiten moglich
ist. Das auf diese Weise entstandene Gedankengebaude wird eine Theorie
genannt. Sofern diese richtig ist, wird man nattirlich bei einer so1chen Deduktion
die vorher bekannten Resultate, die man bei der Induktion benutzt hatte,
wiederfinden; daneben aber wird man auch andere Konsequenzen ableiten
konnen, die man vorher nich t kannte, und die nun, soweit sie zum Gegenstand
einer Beobachtung oder eines Experimentes gemacht werden konnen, neue
Prtifsteine fUr die Richtigkeit der Theorie abgeben. Es ist ersichtlich, daB die
Sicherheit der Theorie in hohem Grade vermehrt wird, wenn in allen Punkten
volle Dbereinstimmung zwischen Theorie und Erfahrung besteht, selbst wenn
es nicht in menschlicher :'ilacht steht, absolute GewiBheit zu erlangen. Zeigt
sich aber in nur einem einzigen Punkt ein Widerspruch, der nicht den Beob
achtungen zur Last gelegt werden kann und auch nicht durch einen Fehler
im Gedankengang verschuldet ist, dann zeigt dies, daB die Hypothese verworfen
oder modifiziert werden muB.
tiber astronomische Instrumente im allgemeinen.
2. Das Fernrohr. Zur AusfUhrung astronomischer Beobachtungen sind ge
wisse optische und mechanische Apparate erforderlich, und zur Ableitung der
Resultate ist die Mathematik in den meisten Fallen ein unentbehrliches Hilfs
mittel. Zum Verstandnis des Folgenden seien deshalb einige Bemerkungen dar
tiber vorausgeschickt.
Bei den meisten Beobachtungen im Bereiche der klassischen Astronomie kommt
es darauf an, Winkel zu messen. Hierzu ist einerseits ein Visierapparat und
andererseits eine Vorrichtung, urn die GroBe von Winkeln zu messen, erforderlich.
Wenn die Genauigkeit des Visierens mit dem bloB en Auge ausreicht, ist der
Visierapparat ein sog. Diopter, das je nach dem Zweck verschieden eingerichtet
sein kann, z. B. ein Stander mit einem feinen Loch und in einigem Abstand
davon ein Fadenkreuz, das hinter dem Loch mit dem Auge anvisiert wird.
Die Genauigkeit wird aber in hohem Grade gesteigert, wenn man statt des
Diopters ein Fernrohr benutzt, da ein so1ches durch einen kleinen Zusatz zum
Visierapparat umgeandert werden kann.
Das astronomische Femrohr besteht in der Hauptsache aus zwei bikonvexen
Linsen; die Verbindungslinie zwischen den Zentren der beiden Kugelflachen,
die eine Linse begrenzen, nennt man ihre optische Achse. Die Linse, die dem
entfernten Gegenstand zugewandt ist und deshalb Objektiv genannt wird, hat
eine verhaltnismaBig lange Brennweite und da
------~~' C her schwach gekrtimmte Flachen, die andere,
Odie Okular genannt wird, da sie vor dem Auge
des Beobachters angebracht wird, hat eine be
Abb. 1. Das astronomische Fernrohr deutend ktirzere Brennweite. Wenn die Licht
(Retraktor).
strahlen von einem Punkt, der so weit entfernt
ist, daB die Strahlen aIs parallel betrachtet werden konnen, das Objektiv A
(Abb. 1) treffen, so werden sie sich nach der Brechung in einem Punkt B
sammeln, der der Brennpunkt des Objektivs genannt wird, und dessen Ab
stand yom Objektiv seine Brennweite ist. Als Mittelpunkt des Objektivs wird
im folgenden ein Punkt mit einer so1chen Lage bezeichnet, daB jeder hin
durchgehende Strahl nach der Brechung entweder in derselben Richtung wie
der einfallende Strahl oder in einer dazu parallelen Richtung herauskommt.
Gehtirt der entfernte Punkt einem Gegenstand mit merklicher Ausdehnung
an, so entsteht im Punkt B ein umgekehrtes Bild des Gegenstandes, und dies