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libration [2024/01/31 00:01] – [Die Ansicht der Libration am Himmel] hcgreierlibration [2025/07/02 16:36] (aktuell) – [Tägliche Libration] hcgreier
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 \[ \begin{align}\measuredangle RMB &= \measuredangle RME + \measuredangle EMB \\ &= 1^\circ 32' + 5^\circ 09' = 6^\circ 41' \end{align}\] \[ \begin{align}\measuredangle RMB &= \measuredangle RME + \measuredangle EMB \\ &= 1^\circ 32' + 5^\circ 09' = 6^\circ 41' \end{align}\]
  
-Im Weiteren unterscheidet man nun die Libration in Länge und die Libration in Breite.+Im Weiteren unterscheidet man nun die **Libration in Länge** und die **Libration in Breite**.
  
  
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 Zur mathematischen Beschreibung benötigt man als erstes die Neigung der Mondbahn gegen die Ekliptik mit $i = 5\overset{\circ}{.}15668983$ und die Neigung des Mondäquators gegen die Mondbahn mit $i_0 = 1\overset{\circ}{.}542416667^{\circ}$. Mit den geozentrisch ekliptikalen Koordianten $\lambda$ und $\beta$ kann man dann als nächstes die Libration der Breite mit $l'$ und $b'$ berechnen. Zur mathematischen Beschreibung benötigt man als erstes die Neigung der Mondbahn gegen die Ekliptik mit $i = 5\overset{\circ}{.}15668983$ und die Neigung des Mondäquators gegen die Mondbahn mit $i_0 = 1\overset{\circ}{.}542416667^{\circ}$. Mit den geozentrisch ekliptikalen Koordianten $\lambda$ und $\beta$ kann man dann als nächstes die Libration der Breite mit $l'$ und $b'$ berechnen.
  
-{{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="-"&float=center}} +\[\begin{align} 
-| \[\begin{align}\cos(b') \cdot \cos(l' + F) &= x = \cos(\lambda - \Omega) \cdot \cos(\beta) \\+\cos(b') \cdot \cos(l' + F) &= x = \cos(\lambda - \Omega) \cdot \cos(\beta) \\
 \cos(b') \cdot \sin(l' + F) &= y = \sin(\lambda - \Omega) \cdot \cos(\beta) \cdot \cos(i_0) - \sin(\beta) \cdot \sin(i_0) \\ \cos(b') \cdot \sin(l' + F) &= y = \sin(\lambda - \Omega) \cdot \cos(\beta) \cdot \cos(i_0) - \sin(\beta) \cdot \sin(i_0) \\
-\sin(b') &= z = \sin(\lambda - \Omega) \cdot \cos(\beta) \cdot \sin(i_0) + \sin(\beta) \cdot \cos(i_0)\end{align}\] |+\sin(b') &= z = \sin(\lambda - \Omega) \cdot \cos(\beta) \cdot \sin(i_0) + \sin(\beta) \cdot \cos(i_0) 
 +\end{align}\tag{1}\]
  
 mit $F = l - \Omega$ als Argument der Breite. mit $F = l - \Omega$ als Argument der Breite.
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 Zur mathematischen Beschreibung braucht man die beiden Hilfswerte $K_1$ und $K_2$: Zur mathematischen Beschreibung braucht man die beiden Hilfswerte $K_1$ und $K_2$:
-$$K_1 = 119\overset{\circ}{.}75 + 131\overset{\circ}{.}849 \ T \\ K_2 = 72\overset{\circ}{.}56 + 20\overset{\circ}{.}186 \ T$$+$$K_1 = 119\overset{\circ}{.}75 + 131\overset{\circ}{.}849 \ T \\ K_2 = 72\overset{\circ}{.}56 + 20\overset{\circ}{.}186 \ T\tag{2}$$
  
 Die Gleichungen zur Berechnung der Libration in Länge sind dann: Die Gleichungen zur Berechnung der Libration in Länge sind dann:
- +\[\begin{array}{llll} \varrho = & - 0\overset{\circ}{.}02752 \ \cos(m) & - 0\overset{\circ}{.}02245 \ \sin(F) & + 0\overset{\circ}{.}00684 \ \cos(m - 2 \ F) \\ & - 0\overset{\circ}{.}00293 \ \cos(2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00085 \ \cos(2 \ F - 2 \ D) & - 0\overset{\circ}{.}00054 \ \cos(m - 2 \ D) \\ & - 0\overset{\circ}{.}00020 \ \sin(m + F) & - 0\overset{\circ}{.}00020 \ \cos(m + 2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00020 \ \cos(m - F) \\ & + 0\overset{\circ}{.}00014 \ \cos(m + 2 \ F - 2 \ D) & & \\     \sigma = & - 0\overset{\circ}{.}02816 \ \sin(m) & + 0\overset{\circ}{.}02244 \ \cos(F) & - 0\overset{\circ}{.}00682 \ \sin(m - 2 \ F) \\ & - 0\overset{\circ}{.}00279 \ \sin(2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00083 \ \sin(2 \ F - 2 \ D) & - 0\overset{\circ}{.}00069 \ \sin(m - 2 \ D) \\ & + 0\overset{\circ}{.}00040 \ \cos(m + F) & - 0\overset{\circ}{.}00025 \ \sin(2 \ m) & - 0\overset{\circ}{.}00023 \ \sin(m + 2 \ F) \\ & + 0\overset{\circ}{.}00020 \ \cos(m - F) & + 0\overset{\circ}{.}00019 \ \sin(m - F) & - 0\overset{\circ}{.}00010 \ \cos(m - 3 \ F) \\ & + 0\overset{\circ}{.}00013 \ \sin(m + 2 \ F - 2 \ D) \\ \tau = & + 0\overset{\circ}{.}02520 \ E \ \sin(M) & + 0\overset{\circ}{.}00473 \ \sin(2 \ m - 2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00467 \ \sin(m) \\ & + 0\overset{\circ}{.}00396 \ \sin(K_1) & + 0\overset{\circ}{.}00276 \ \sin(2 \ m - 2 \ D) & + 0\overset{\circ}{.}00196 \ \sin(\Omega) \\ & - 0\overset{\circ}{.}00183 \ \cos(m - F) & + 0\overset{\circ}{.}00115 \ \sin(m - 2 \ D) & - 0\overset{\circ}{.}00096 \ \sin(m - D) \\ & + 0\overset{\circ}{.}00046 \ \sin(2 \ F - 2 \ D) & - 0\overset{\circ}{.}00039 \ \sin(m - F) & + 0\overset{\circ}{.}00023 \ \sin(K_2) \\ & - 0\overset{\circ}{.}00012 \ \sin(m - 2 \ F) & + 0\overset{\circ}{.}00014 \ \cos(2 \ m - 2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00014 \ \sin(2 \ D) \\ & + 0\overset{\circ}{.}00027 \ E \ \sin(2 \ m - M - 2 \ D) & + 0\overset{\circ}{.}00011 \ E^2 \ \sin(2 \ m - 2 \ M - 2 \ D) & - 0\overset{\circ}{.}00012 \ \sin(2 \ m) \\ & - 0\overset{\circ}{.}00032 \ E \ \sin(m - M - D) & & \end{array}\tag{3}\]
-{{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="-"&float=center}} +
-| \[\begin{array}{llll} +
-\varrho = & - 0\overset{\circ}{.}02752 \ \cos(m) & - 0\overset{\circ}{.}02245 \ \sin(F) & + 0\overset{\circ}{.}00684 \ \cos(m - 2 \ F) \\ +
-& - 0\overset{\circ}{.}00293 \ \cos(2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00085 \ \cos(2 \ F - 2 \ D) & - 0\overset{\circ}{.}00054 \ \cos(m - 2 \ D) \\ +
-& - 0\overset{\circ}{.}00020 \ \sin(m + F) & - 0\overset{\circ}{.}00020 \ \cos(m + 2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00020 \ \cos(m - F) \\ +
-& + 0\overset{\circ}{.}00014 \ \cos(m + 2 \ F - 2 \ D) & & \\ +
-    \sigma = & - 0\overset{\circ}{.}02816 \ \sin(m) & + 0\overset{\circ}{.}02244 \ \cos(F) & - 0\overset{\circ}{.}00682 \ \sin(m - 2 \ F) \\ +
-& - 0\overset{\circ}{.}00279 \ \sin(2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00083 \ \sin(2 \ F - 2 \ D) & - 0\overset{\circ}{.}00069 \ \sin(m - 2 \ D) \\ +
-& + 0\overset{\circ}{.}00040 \ \cos(m + F) & - 0\overset{\circ}{.}00025 \ \sin(2 \ m) & - 0\overset{\circ}{.}00023 \ \sin(m + 2 \ F) \\ +
-& + 0\overset{\circ}{.}00020 \ \cos(m - F) & + 0\overset{\circ}{.}00019 \ \sin(m - F) & - 0\overset{\circ}{.}00010 \ \cos(m - 3 \ F) \\ +
-& + 0\overset{\circ}{.}00013 \ \sin(m + 2 \ F - 2 \ D) \\ +
-\tau = & + 0\overset{\circ}{.}02520 \ E \ \sin(M) & + 0\overset{\circ}{.}00473 \ \sin(2 \ m - 2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00467 \ \sin(m) \\ +
-& + 0\overset{\circ}{.}00396 \ \sin(K_1) & + 0\overset{\circ}{.}00276 \ \sin(2 \ m - 2 \ D) & + 0\overset{\circ}{.}00196 \ \sin(\Omega) \\ +
-& - 0\overset{\circ}{.}00183 \ \cos(m - F) & + 0\overset{\circ}{.}00115 \ \sin(m - 2 \ D) & - 0\overset{\circ}{.}00096 \ \sin(m - D) \\ +
-& + 0\overset{\circ}{.}00046 \ \sin(2 \ F - 2 \ D) & - 0\overset{\circ}{.}00039 \ \sin(m - F) & + 0\overset{\circ}{.}00023 \ \sin(K_2) \\ +
-& - 0\overset{\circ}{.}00012 \ \sin(m - 2 \ F) & + 0\overset{\circ}{.}00014 \ \cos(2 \ m - 2 \ F) & - 0\overset{\circ}{.}00014 \ \sin(2 \ D) \\ +
-& + 0\overset{\circ}{.}00027 \ E \ \sin(2 \ m - M - 2 \ D) & + 0\overset{\circ}{.}00011 \ E^2 \ \sin(2 \ m - 2 \ M - 2 \ D) +
-& - 0\overset{\circ}{.}00012 \ \sin(2 \ m) \\ & - 0\overset{\circ}{.}00032 \ E \ \sin(m - M - D) & & +
-\end{array}\] |+
  
 Die Libration in Länge $l''$ und $b''$ erhält man letztendlich mit: Die Libration in Länge $l''$ und $b''$ erhält man letztendlich mit:
- +\[\begin{align} 
-{{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="-"&float=center}} +l'' &= - \tau + (\varrho\cdot \cos(l' + F) + \sigma\cdot\sin(l' + F))\cdot\tan(b')\\
-| \[\begin{align} +
-l'' &= - \tau + \left(\varrho \cos(l' + F) + \sigma\cdot\sin(l' + F)\right)\cdot\tan(b')\\+
 b'' &= \varrho\cdot\cos(l' + F) - \sigma\cdot\sin(l' + F) b'' &= \varrho\cdot\cos(l' + F) - \sigma\cdot\sin(l' + F)
-\end{align}\] |+\end{align}\tag{4}\]
  
  
- +===== Die topozentrische Libration ===== 
- +
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- +
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- +
-===== Tägliche Libration ===== +
  
 Im Vorhergehenden wurde angenommen, dass sich der Beobachter im **Mittelpunkt** der Erde befindet. Ein tatsächlicher Beobachter $B$ befindet sich jedoch an der Erdoberfläche. Daher bildet die Richtung, aus der er auf den Mond schaut, einen Winkel mit der Linie, die die Mittelpunkte von Erde und Mond verbindet (**Abb.3**). Für diesen Beobachter ist der Mittelpunkt $O$ der Mondscheibe nicht derselbe Punkt des Mondglobus wie der Mittelpunkt $m$ für einen geozentrischen Beobachter. Dieser topozentrische Effekt, der ca. $1^\circ 02'$ erreichen kann, variiert im Tagesverlauf, da sich der Beobachter mit der Erdoberfläche mitdreht (Erdrotation). Aus diesem Grund wird der Effekt als Tages-Libration bezeichnet. Im Vorhergehenden wurde angenommen, dass sich der Beobachter im **Mittelpunkt** der Erde befindet. Ein tatsächlicher Beobachter $B$ befindet sich jedoch an der Erdoberfläche. Daher bildet die Richtung, aus der er auf den Mond schaut, einen Winkel mit der Linie, die die Mittelpunkte von Erde und Mond verbindet (**Abb.3**). Für diesen Beobachter ist der Mittelpunkt $O$ der Mondscheibe nicht derselbe Punkt des Mondglobus wie der Mittelpunkt $m$ für einen geozentrischen Beobachter. Dieser topozentrische Effekt, der ca. $1^\circ 02'$ erreichen kann, variiert im Tagesverlauf, da sich der Beobachter mit der Erdoberfläche mitdreht (Erdrotation). Aus diesem Grund wird der Effekt als Tages-Libration bezeichnet.
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 ===== Die Ansicht der Libration am Himmel ===== ===== Die Ansicht der Libration am Himmel =====
  
-{{:libration_richtungen_l_plus_b_minus.png |Messung der Libration}} +<imgcaption image4|>{{ :libration_richtungen_l_plus_b_minus.png |Messung der Libration}} 
 +</imgcaption>
 Der mittlere Punkt $M$ stellt den Mittelpunkt der Mond**scheibe** dar, wie sie rein optisch am Himmel zu sehen ist. Die roten Linien sind Äquator bzw. Meridian. Die Libration in Länge ist dann das Maß $l$ und die Libration in Breite ist $b$. J. Meeus unterscheidet die optische Libration mit $l',\;b'$ und die physische Libration mit $l'',\;b''$. Der mittlere Punkt $M$ stellt den Mittelpunkt der Mond**scheibe** dar, wie sie rein optisch am Himmel zu sehen ist. Die roten Linien sind Äquator bzw. Meridian. Die Libration in Länge ist dann das Maß $l$ und die Libration in Breite ist $b$. J. Meeus unterscheidet die optische Libration mit $l',\;b'$ und die physische Libration mit $l'',\;b''$.
  
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 l &= l' + l'' + \Delta l\\ l &= l' + l'' + \Delta l\\
 b &= b' + b'' + \Delta b b &= b' + b'' + \Delta b
-\end{align}\]+\end{align}\tag{5}\]
  
-$+b$ bedeutet der Nordpol ist dem Beobachter zugewandt und $+l$ bedeutet man sieht mehr von der Westseite (Mond libriert nach Ost). Die Skizze links hat damit $+l,\;-b$. Die vier Kombinationen sind nochmal darunter gegenübergestellt:+$+b$ bedeutet der Nordpol ist dem Beobachter zugewandt und $+l$ bedeutet man sieht mehr von der Westseite (Mond libriert nach Ost). Die **Abb.4** hat damit $+l,\;-b$. Die vier Kombinationen von $l$ und $b$ sind hier nochmals gegenübergestellt:
  
-|  {{:libration_richtungen_l_plus_b_minus.png?250|}}   |  {{:libration_richtungen_l_minus_b_minus.png?250|}}  | +{{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="400px,400px"&float=center}} 
-|  $+l,\;-b$  |  $-l,\;-b$  | +|  Libration nach Nord und nach Ost                  |  Libration nach Nord und nach West                  | 
-|    |    | +|  {{:libration_richtungen_l_plus_b_minus.png?250}}  |  {{:libration_richtungen_l_minus_b_minus.png?250}}  | 
-|  {{:libration_richtungen_l_plus_b_plus.png?250|}}  |  {{:libration_richtungen_l_minus_b_plus.png?250|}}  | +|  $+l,\;-b$                                         |  $-l,\;-b$                                          | 
-|  $+l,\;+b$  |  $-l,\;+b$  |+|                                                    |                                                     | 
 +|  Libration nach Süd und nach Ost                   |  Libration nach Süd und nach West                   | 
 +|  {{:libration_richtungen_l_minus_b_plus.png?250}}  |  {{:libration_richtungen_l_plus_b_plus.png?250}}    | 
 +|  $+l,\;+b$                                         |  $-l,\;+b$                                          |
  
libration.1706655706.txt.gz · Zuletzt geändert: 2024/12/20 01:34 (Externe Bearbeitung)