Slides

WELKOM!
Inleiding Astrofysica
College 1
7 september 2015
13.45 – 15.30
Ignas Snellen
• Docent: Ignas Snellen
• Assistenten: Joris Witstok, Charlotte Brand, Niels Ligterink,
Mieke Paalvast
• Doel, Inleiding Astrofysica: Basis van studie Sterrenkunde, en
inleiding voor alle volgende sterrenkunde colleges.
• 10 Hoorcolleges, en 6 werkcolleges (let op tijden!)
• Website: http://www.strw.leidenuniv.nl/~snellen/iaf2015.html
• Werkcolleges – onderverdeling in 4 groepen
• Registreer jezelf op blackboard (Inleiding Astrofysica
2015). Geen registratie ! geen indeling in werkgroep.
• Opgaves zijn 2 weken van te voren beschikbaar (college
+website)
• Elk bevat 1 inleveropgave: deadline is begin werkcollege
• Bonusregeling: 0.1 bonuspunt kan per inleveropgave
worden verdiend.
• Bonusregeling geldt alleen voor tentamen, niet
hertentamen.
• Uitwerkingen worden niet elektronisch beschikbaar
gesteld.
• Wat vindt je op de Website:
http:www.strw.leidenuniv.nl/~snellen
• Schema
• Kopieen van slides hoorcollege
• Oude tentamens (let op, sommigen van vorige docent)
• Onderdelen van colleges op youtube
• Boeken:
- The cosmos: astronomy
in the new millennium
Jay M. Pasachoff &
Alex Filippenko
• Overzicht hoorcolleges:
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
Geschiedenis van de Sterrenkunde
P&F 4 & 5
Astrofysica, licht en energie
P&F 2
Telescopen & detectoren, en ons zonnestelsel (I)
P&F 3 & 6
Ons zonnestelsel (II) en extrasolaire planeten
P&F 7, 8 & 9
Onze zon en de sterren
P&F 10 & 11
het interstellaire medium en stervorming
P&F 12
Sterevolutie, witte dwergen, pulsars en zwarte gaten P&F 12,13&14
Onze melkweg en andere sterrenstelsels
P&F 15 & 16
Aktieve melkwegstelsels, quasars en gravitatielenzen P&F 17
Kosmologie, het heelal als geheel.
P&F 18 & 19
College hemelmechanika in
planetarium in Artis!
• 21 september, eind van de middag.
Inschrijven, volgende college.
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
Wat kunnen we zien aan de hemel?
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
Wat kunnen we zien aan de hemel?
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
Wat kunnen we zien aan de hemel?
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
Prehistorische interesse in de sterrenhemel:
Goden-verering en tijdrekening
Stonehenge, Engeland
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
Het griekse geocentrische model van Ptolemaeus
Geometrisch en harmonieus
P&F Hoofdstuk 5.
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
Het griekse geocentrische model van Ptolemaeus
Geometrisch en harmonieus
www.physics.uc.edu
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De eerste afstanden:
Hoe groot is de Aarde? Erathostenes (276-175 BC)
www.uh.edu
People.hsc.edu
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De eerste afstanden:
Hoe ver staat de maan? Aristarchus (310-230 BC)
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De eerste afstanden:
Hoe ver staat de maan? Aristarchus (310-230 BC)
Maansverduistering
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De renaissance: het heliocentrische model
Copernicus, Brahe, Galileo, en Kepler
Nicolas Copernicus (1473-1543)
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De renaissance: het heliocentrische model
Copernicus, Brahe, Galileo, en Kepler
Tycho Brahe (1546 - 1601)
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De renaissance: het heliocentrische model
Copernicus, Brahe, Galileo, en Kepler
Eerste telescoopwaarnemingen
Galileo Galilei (1564 - 1642)
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De renaissance: het heliocentrische model
Copernicus, Brahe, Galileo, en Kepler
Eerste telescoopwaarnemingen
Galileo Galilei (1564 - 1642)
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De renaissance: het heliocentrische model
Copernicus, Brahe, Galileo, en Kepler
Johannes
Kepler (1571-1630)
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De moderne sterrenkunde
De wetten van Kepler
Eerste wet van Kepler: Planeten bewegen zich in
elliptische banen rond de zon, waarbij de zon in een
van de brandpunten staat.
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De moderne sterrenkunde
De wetten van Kepler
Tweede wet van Kepler (perkenwet): De baansnelheid van een planeet verandert zodanig dat in
gelijke tijdsintervallen de oppervlakte, bestreken door
de verbindingslijn tussen zon en planeet, gelijk is.
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De moderne sterrenkunde
Newton en zijn zwaartekrachtswet
Isaac Newton (1643 - 1727)
F=M*a
De sterrenhemel en de geschiedenis van de astronomie
De moderne sterrenkunde
Newton en zijn zwaartekrachtswet
Kepler’s 3de wet + Newton
Snelheid voor cirkelbaan
a
v
Diepgang:
Klassieke Mechanika a
De wetten van Newton + Kepler leveren veel
oplossingen voor vraagstukken (huiswerkopgave!):
1. De maan draait in 27.3 dagen om de Aarde op een afstand van 384 duizend
km. Hoe hoog boven het aardoppervlak draaien geostationaire satellieten?
2. Er wordt een nieuwe planeet in ons zonnestelsel ontdekt, op een afstand van
300 AU (1 AU = aardse eenheid (AE) = afstand aarde-zon). Wat is haar
omloopstijd?
3. Een planeet in een ander planetenstelsel draait op een afstand van 2 AU om
haar moederster met een omloopstijd van 2 jaar. Wat is de massa van de ster?
De Komeet van Halley
Edmond Halley (1656 -1742) liet zien dat de komeetverschijningen van 1531, 1607
en 1682, van het zelfde object waren door hun banen met de wetten van Newton te
berekenen en te vergelijken.
Halley voorspelde een volgende verschijning van de
komeet in 1758.
Samenvatting – College 1
• Behandelde onderwerpen:
Sterrenbeelden; dierenriem; planeten; prehistorische sterrenkunde;
geocentrische wereldbeeld; epicykels, retrograde beweging;
heliocentrische wereldbeeld; eerste telescoopwaarnemingen; manen van
Jupiter; schijngestalten van Venus; wetten van Kepler; zwaartekrachtswet
van Newton; de komeet van Halley.
• Vraagstukken die je nu zou moeten kunnen bespreken:
- - - - - Wat kan je zo al met het blote oog aan de sterrenhemel zien?
Wat is het verschil tussen het geo- en heliocentrische wereldbeeld?
Wat was het belang van Galilei’s waarnemingen aan Jupiter en Venus?
Wat zijn de wetten van Kepler?
Hoe bereken je omloopstijden of afstanden van hemellichamen rond de
zon, andere sterren, de Aarde, met behulp van de 3de wet van Kepler?
- Wat was het belang van de komeet van Halley?
Meer achtergrond – P&F Hoofdstukken 4 en 5.