Helligkeitsverlauf am Kernschattenrand bei der MoF

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norbert

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Ich war heute früh recht überrascht, dass der Kernschatten der Erde auf dem Mond keine scharfe Grenze hatte, sondern einen grauen Helligkeitsverlauf. Weiss jemand, warum?

 
Hi Norbert,

das liegt daran, das die Sonne ja keine punktförmige Lichtquelle ist. Du musst dir das so vorstellen, das die Sonne von der Erde langsam verdeckt wird. Dadurch verschwindet sie nicht plötzlich (scharfe Grenze), sondern wird langsam "dunkler".

Ein kleiner Teil wird dazu noch durch die lichtbrechende Wirkung der Erdathmosphäre beigetragen (dürfte aber zu vernachlässigen sein).

CS, Torsten

 
Re: Helligkeitsverlauf am Kernschattenrand bei der

Hallo Jochen,

das liegt daran, das die Sonne ja keine punktförmige Lichtquelle ist. Du musst dir das so vorstellen, das die Sonne von der Erde langsam verdeckt wird. Dadurch verschwindet sie nicht plötzlich (scharfe Grenze), sondern wird langsam "dunkler".

Meinst Du? Du beschreibst doch hier eher die Entstehung Halbschattenfinsternis. Ich denke, Dein zweiter Punkt ist wichtig: In dem unscharfen Schatten macht sich die Erdatmosphaere (mit nur einem 'h') bemerkbar.

Oder?
 
Re: Helligkeitsverlauf am Kernschattenrand bei der

Hi Marc,

nee, nee. Stimmte schon, wie ich es geschrieben habe. Spiele das ganze mal mit ´nem Ball und einer Glühbirne nach. Oder stelle es dir per Gedankenkraft vor. Eine flächige Lichtquelle kann, wenn sie von einer scharfen Kannte (hier die Erde) verdeckt wird, keinen scharfen Schatten werfen, da sie ja nicht plötzlich verschwindet, sondern langsam mehr und mehr verdeckt wird.

Müsste man am besten am Modell erklären. Die Lichtbrechung an der Erdatmosphäre (so richtig <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" />) dürfte nur einen geringen Teil dazu beitragen.

p.s ich bin der Torsten, näh. (frei nach Dieter Krebs:))
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Hmmm... nochmal die Frage gelesen. Norbert fragt nach dem Kernschatten. Jetzt bin ich mir nicht mehr so sicher, und gebe die Problematik erstmal weiter, bis ich mir nochmal das ganze durch den Kopf hab gehen lassen.
 
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Re: Helligkeitsverlauf am Kernschattenrand bei der

Hallo Torsten,

entschuldige bitte meine Umtaufaktion! Hat mich Dein Nickname dazu verleitet? Ich weiss es nicht.

Ich glaube, wir meinen beide das richtige und reden nur dezent aneinander vorbei. Ich nehme mal einen zweiten Anlauf, vielleicht koennen wir uns dann einigen:

Die Umbra ist gemaess Definition scharf begrenzt, auch wenn diese Grenze sich nicht durch einen abrupten Helligkeitsabfall bemerkbar macht (s.u.). Ein Beobachter auf dem Mond koennte aber theoretisch das Passieren dieser Grenze bemerken, in diesem Moment beginnt naemlich fuer ihn die Totalitaet der Sonnenfinsternis. Durch die Wirkung der Erdatmosphaere kann er seinen Eintritt in die Umbra dennoch nicht genau feststellen. Darauf bezog sich mein Einwand.

Was Du beschreibst, ist tatsaechlich die Entstehung der Halbschattenfinsternis. Du hast ganz recht, dieser Effekt fuehrt natuerlich zu einem allmaehlichen Uebergang vom unverfinsterten Teil in den Kernschatten, und zwar unabhaengig von der Existenz einer Atmosphaere.

Gehst Du soweit mit?
 
Hi Norbert,

das liegt daran, das die Sonne ja keine punktförmige Lichtquelle ist. Du musst dir das so vorstellen, das die Sonne von der Erde langsam verdeckt wird. Dadurch verschwindet sie nicht plötzlich (scharfe Grenze), sondern wird langsam "dunkler".


Natürlich, aber:

Dieselbe Situation habe ich doch auch beim "normalen" Terminator des Mondes (die Sonne geht ja auch am Mond nicht in einem Moment unter). Trotzdem habe ich hier eine klare, scharfe Terminatorgrenze - und genau die hatte ich bei der Kernschattengrenze der MoFi nicht!
 
Re: Helligkeitsverlauf am Kernschattenrand bei der

Hi Norbert,

Dieselbe Situation habe ich doch auch beim "normalen" Terminator des Mondes (die Sonne geht ja auch am Mond nicht in einem Moment unter). Trotzdem habe ich hier eine klare, scharfe Terminatorgrenze - und genau die hatte ich bei der Kernschattengrenze der MoFi nicht!

Hier macht sich der unterschiedliche Abstand von schattenwerfendem und beschattetem Koerper bemerkbar. Egal ob Mond oder Erde, bei beiden beginnen Umbra und Penumbra am Rand der Kugel; dort fallen also die Grenzen von Kern- und Halbschatten (fast) zusammen. Aber je weiter man sich vom schattenwerfenden Koerper entfernt, desto schmaler wird die Umbra, waehrend die Penumbra breiter wird! Mit zunehmendem Abstand vom schattenwerfenden Koerper wird der sichtbare Helligkeitsuebergang also immer unschaerfer.

Beim Mondterminator sind es nun wenige tausend Kilometer zwischen dem schattenwerfenden Horizont und den beschatteten Mondlandschaften. Bei der Mondfinsternis trennen aber um die 380 000 km den schattenwerfenden vom beschatteten Koerper! Das sollte den Unterschied zwischen unscharfer Mondfinsternis und scharfem Terminator erklaeren.
 
Re: Helligkeitsverlauf am Kernschattenrand bei der

Du beschreibst hier wieder die Halbschattenentstehung bzw. die Größe des Halbschattens; das erklärt aber nicht den Helligkeitsverlauf am Rande des Kernschattens. Ich habe mir inzwischen eine kompetente Anlaufstelle gesucht: Prof. Hanslmeier vom Astronomieinstitut in Graz bestätigte mir meinen schon gehegten Verdacht, dass der Helligkeitsübergang durch die Refraktion der Erdatmosphäre verursacht wird. Knapp über dem Horizont beträgt die Refraktion ja 37' und ein halbes Grad darüber immer noch 30', in immer höheren Atmosphärenschichten dürfte die Brechung mit der Luftdichte exponentiell abfallen (wobei zusätzlich der kürzere Weg durch die Atmosphäre in Rechnung zu stellen wäre).

Das macht den beobachteten Effekt.

 
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