FAQ - Beobachtung

Das ist eine rein optische Täuschung, da der Horizont ein gewohnter Anblick ist und man da eher Grössenbeziehungen mit bekannten Gegenständen herstellen kann. Stehen Sonne/Mond hoch am Himmel, hat man weniger, womit man vergleichen kann.

Ähnlicher Effekt tritt ein, wenn man etwas anschaut, das sich 500m entfernt befindet. Das scheint näher, als etwas, das sich 500m unter oder über einem befindet, weil die Perspektive vertrauter ist.

Die Atmosphäre bewirkt lediglich eine Rötung des Lichts durch Staubpartikel in der Atmosphäre, eine Abplattung und Hebung der Scheibe infolge Refraktion (Brechkraft) der Erdatmosphäre.

Z = Entfernung zur engsten Stelle der Gausschen Welle, 
    was für unsere Anwendung  gleich der Distanz 
    zum Laser ist. 

W = Wellenlänge des Lasers.
D = Strahlradius an der engsten Stelle 
    (etwa gleich dem Durchmesser des Laserstrahls an 
    der Austrittsstelle aus der kleinen Linse an der 
    Spitze des Laserpointers)
R = Strahlradius in der Entfernung Z.


R = Z * tan( W /( pi * D))

(Taschenrechner auf den Modus rad programmieren oder wegen des kleinen Winkels tan weglassen)

Wir wollen nun Abschätzen, wie gross der Strahl eines typischen Laserpointers auf dem Mond mindestens sein wird:

Z = 380'000 km, W = 650 nm, D = 2 mm

R = 380'000 km * tan(650.0E-9 m / (3.141*0.002 m) = 40 km.

Ein Laserpointer hat typischerweise eine Leistung von 0.001Watt (oder noch weniger; sonst dürfte man damit nicht in einem Vortragssaal rumfuchteln). Auf einen Kreis von 40 km Radius verteilt, beleuchtet ein einzelner Laserpointer die Mondoberfläche mit ca. 2E-13 Watt / Quadratmeter (= 0.2 Billionstel Watt pro Quadratmeter) Nehmen wir an, es würden tatsächlich eine Million Leute mitmachen und dieselbe Stelle auf dem Mond treffen, so würden 2E-7 Watt / Quadratmeter ein Gebiet auf Mondoberfläche beleuchten, das in der Ausdehnung etwa einem grösseren Einschlagskrater entspricht. Zum Vergleich: Sirius beleuchtet den Mond mit ca. 1E-7 Watt / Quadratmeter und die Sonne mit 1360 Watt / Quadratmeter. Ausserdem sind wir von der Idealvorstellung eines perfekten Lasers ausgegangen. Dies leisten aber nur Gaslaser wir der HeNe-Laser oder der Argon-Laser. Halbleiterlaser, wie sie im Laserpointer eingebaut sind, haben ein komplizierteres Strahlprofil, das schneller divergiert. Man beleuchtet somit mit derselben Leistung ein noch grösseres Gebiet auf dem Mond und die erreichte Flächenhelligkeit wird noch geringer.

Das Fazit all dieser Überlegungen ist, dass man das Unternehmen aus der Sicht der Quantenelektronik (Laserphysik) leider als chancenlos ansehen muss.

In der Astronomie wird etwas ähnliches in der Praxis gemacht, um die Distanz zum Mond zu bestimmen. Die Profis integrieren ein Teleskop gewissermassen in die Optik des Lasers, so dass der Strahlradius D dem Teleskopradius entspricht und deshalb z.B. 0.4 Meter anstatt 2 Millimeter gross ist. Der Strahldurchmesser auf dem Mond ist dann bei derselben Wellenlänge 200 x kleiner und die Flächenhelligkeit somit 40'000 mal grösser. Zudem werden gepulste Laser mit um viele Grössenordnungen grösserer Leistung verwendet. Ausserdem verwenden die Profis auf dem Mond aufgestellte Retroreflektoren, damit der Strahl einen von der Erde aus messbaren Effekt auf dem Mond hat.

A11 LRRR Experiment

Das menschliche Auge ist bei geringen Beleuchtungsverhältnissen farbenblind. Einige sehr helle Nebel (z.B. Orionnebel) erscheinen im Okular leicht grünlich, doch das liegt nur daran, dass das Auge nachts im blaugrünen Bereich am empfindlichsten ist. Farbig sieht man durch ein Teleskop nur die Planeten und helle Sterne, da diese genug hell sind, dass die Farbzellen auf der Netzhaut ansprechen. Die Farben der Nebel lassen sich nur fotografisch festhalten.

Sonne und Mond duerften ja klar sein. ;-)

Alle Sterne sind ähnliche Gebilde wie unsere Sonne. Zwar gibt es unterschiedliche Spektraltypen und Leuchtklassenkategorien, doch funktionieren alle nach dem Fusionsprinzip.

Dann sieht man noch die fünf innersten und hellsten Planeten: Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn. Die Übersetzung von "Planet" ist "Wanderstern" und tatsächlich kann der aufmerksame Himmelsbeobachter sehen, wie sich die fünf Planeten jeden Tag relativ zu den Sternen bewegen. Bei Venus und Merkur sieht man das ganz gut, da sie sich am schnellsten bewegen, wobei Merkur aufgrund seiner Nähe zur Sonne schwierig zu beobachten ist.

Venus und Jupiter sind die hellsten der Planeten. Venus ist auch als Abend- und als Morgenstern bekannt - jenachdem, auf welcher Seite der Sonne sie sich gerade befindet. Befindet sich die Venus östlich der Sonne, so geht sie nach ihr unter und wird deshalb Abendstern.

In dunklen, klaren Naechten, weitab von der lichtverschmutzten Siedlung sieht man noch weitere Himmelsobjekte:

• die Milchstrasse (unsere Galaxie)
• galaktische Nebel: Gebiete, worin Sterne entstehen (z.B. der Orion-Nebel)
• Kugelsternhaufen und offene Sternhaufen (z.B. M13 in Hercules oder die Pleiaden)
• andere Galaxien (z.B. die Andromeda-Galaxie oder M33 in Triangulum)

Am Südhimmel lassen sich noch die beiden Magellanschen Wolken, welche kleine Begleitgalaxien der Milchstrasse sind, beobachten. Omega Centauri, der am grössten erscheinende Kugelsternhaufen, ist auch von blossem Auge gut zu erkennen.

Doch ausser bei der Milchstrasse muss man schon wissen, wohin man gucken muss, damit man die aufgezählten Objekte unter den Sternen erkennt.

Die Anzahl der von blossem Auge sichtbaren Sterne am Himmel hängt bei einwandfreiem Sehvermögen letztlich von den atmosphärischen Bedingungen ab. Nebst dem Grad der Lichtverschmutzung spielt auch noch die Durchsicht der Atmosphäre eine Rolle.