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Freier Fall

Freier Fall

Als Freier Fall ist die durch Gravitation bewirkte Bewegung eines Körpers frei vom Einfluss weiterer Kräfte definiert. Beim freien Fall wird ausschließlich die Fallbeschleunigung wirksam. Dies ist nur im Vakuum möglich, da ansonsten zusätzlich Widerstandskräfte des jeweiligen Mediums wirksam werden. Für ein Fallen z.B. in der Erdatmosphäre gelten die Fallgesetze des Freien Falles aufgrund des quadratisch mit der Geschwindigkeit wachsenden Einflusses des Luftwiderstandes auch bei Körpern mit möglichst großer Masse und kleiner Oberfläche selbst in den ersten Sekunden des Falles letztlich nur näherungsweise.

Geschichte

Der griechische Philosoph Aristoteles (384 - 322 v. Chr.) beschäftigte sich mit der Bewegung von Körpern. Nach seiner Meinung bewegten sich schwere Körper nach unten, leichte wegen "ihrer Leichtigkeit" nach oben. Schwere Körper müssten daher schneller zu Boden fallen als weniger schwere. Auch war er der Meinung, ein Körper bewege sich während des Falles mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Diese Auffassungen wurden sowohl bei den spätantiken Gelehrten wie auch bei den arabischen und denen der Scholastik nicht ernsthaft in Zweifel gezogen. Galileo Galilei (1564 - 1642) erkannte 1590 die Gesetze des Freien Falls: Alle Körper fallen unabhängig von ihrer Gestalt, Zusammensetzung und Masse gleich schnell. Ihre Fallgeschwindigkeit ist proportional zur Fallzeit, der Fallweg proportional zum Quadrat der Fallzeit. Die Beschleunigung ist dabei am selben Ort für alle Körper gleich groß. Er versuchte durch Experimente die Fallbeschleunigung festzustellen. Er hatte jedoch noch keinen genauen Zeitmesser und "verlangsamte" Bewegungen, indem er eine Kugel eine sog. Fallrinne hinunterlaufen ließ. Als Zeitmesser hatte er einen Eimer voll Wasser. Ein kleiner Wasserstrahl ergoss sich in einen Becher, und die Wassermenge während der Fallzeit wurde auf einer genauen Waage gewogen. Er erklärte den freien Fall auch an einem Beispiel von 2 Objekten, die vom Turm zu Pisa fallen. Erst Robert Boyle bestätigte 1659, dass Körper unterschiedlicher Masse im Vakuum gleich schnell fallen. Isaac Newton (1643 - 1727) formulierte dann das Gravitationsgesetz, welches nicht nur den freien Fall auf der Erde erklärt, sondern auch die Umlaufbahnen von Mond und Planeten als Fallphänomene beschreibt. Die allgemeine Formel lautet: :s(t)=-\fracgt^2 Das Minuszeichen bezieht sich auf einen abwärts fliegenden Körper.

Erdnaher Freier Fall

Auf der Erdoberfläche schwankt der Betrag der Fallbeschleunigung wegen der Erdabplattung und der Erdrotation in Meereshöhe zwischen ca. 9,78 m/s2 (Äquator) und 9,83 m/s2 (Pole). Zusätzlich ist sie von der Höhe über Normal-Null abhängig (siehe auch Ortsfaktor). Die Normal-Fallbeschleunigung legt DIN 1305 als g = 9,80665 m/s2 fest. Der Wert für die Erdbeschleunigung wird mit g = 9,81 m/s2 allgemein angegeben. D.h., beim Freien Fall in Erdnähe vergrößert sich die Geschwindigkeit v eines aus dem Ruhezustand beschleunigten Körpers um 9,81 m/s pro Sekunde. Der Freie Fall ist damit eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung. Beispiel: Ein Fallschirmspringer, der sich aus einem stationären Ballon fallen lässt, wird zunächst immer schneller, seine Geschwindigkeit nimmt stetig zu. Seine Beschleunigung ist dabei größer, als die eines Autos: Nach einer Sekunde hat er theoretisch eine Geschwindigkeit von v = 9,81 m/s (ca. 35 km/h), nach zwei Sekunden 19,62 m/s (ca. 71 km/h), nach drei Sekunden 29,43 m/s (ca. 106 km/h). Befände sich der Fallschirmspringer in einem echten Freien Fall, d.h. im Vakuum, so würde die Geschwindigkeit linear weiter entsprechend ansteigen. In der Praxis befindet sich der Fallschirmspringer jedoch nicht im Vakuum, sondern fällt durch Luft. Die vorstehenden Zahlenwerte sind daher nur Näherungen, die wiederum nur etwa während der ersten beiden Sekunden wirklich verwendbar sind. Danach wird der Einfluss des quadratisch mit der Geschwindigkeit ansteigenden Luftwiderstandes zu groß. Die praktische Beschleunigung nimmt deutlich immer schneller ab (d.h. die Geschwindigkeit nimmt weniger schnell zu). Nach etwa 7 s ist schließlich die Fallgrenzgeschwindigkeit des menschlichen Körpers von ca. 55 m/s (ca. 198 km/h) erreicht: die Geschwindigkeit des Fallschirmspringers im Freifall nimmt (bei gleicher Lage) im Gegensatz zu einem echten Freien Fall nun nicht mehr zu, weil sich Luftwiderstand und Fallbeschleunigung gegenseitig aufheben. Die hier als Freifallgrenzgeschwindigkeit bezeichnete Höchstgeschwindigkeit von 198 Km/h ist allerdings keinesfalls die maximale Geschwindigkeit, die ein Fallschirmspringer bekommen kann, sondern nur diejenige Höchstgeschwindigkeit, die bei Einnahme der aus Bildern bekannten X-Lage erreicht wird. Die Geschwindigkeitsrekorde, die kopfüber aufgestellt werden liegen bei knapp über 500 Km/h.

Differentialgleichungen des freien Falls

Freier Fall ohne Reibung

:m\ddot z = mg Division durch m und einmalige Integration führt zu :\dot z=gt+v_0 mit der Integrationskonstante v_o als Anfangsgeschwindigkeit Nochmalige Integration ergibt schließlich :z(t)=\fract^2 + v_0t + z_0 mit der Integrationskonstanten z_0 als Anfangsweg.

Freier Fall mit Stokes-Reibung

Bei kleinen Geschwindigkeiten ist die Reibung proportional zur Fallgeschwindigkeit: :\overrightarrow_R\sim -\overrightarrow oder :\overrightarrow_R = -\beta \overrightarrow Die Differentialgleichung für die z-Komponente lautet somit :m\ddot z=mg-\beta \dot z wobei man wegen \dot z = v auch schreiben kann: :m\dot v = mg-\beta v Schreibt man nun \dot v als \frac und löst die Gleichung nach dem Differential dt auf, so ergibt sich: :dt = \frac Integration dieser Gleichung führt auf :t-t_0 = \int_^ \frac Mit den speziellen Anfangsbedingungen v(t=0)=v_0=0: :t=\int_^ \frac Dieses Integral lässt sich lösen durch die Substitution :mg - \beta v = u und :dv =-\frac Somit ergibt sich :t = -\frac \int_^ \frac und folglich :-\beta t/m = \ln \frac=\ln \frac=\ln \left(1-\frac\right) Exponieren und Auflösen dieser Gleichung nach v ergibt dann: :v=v(t)= \frac\left(1-e^\right) Offensichtlich ist :\lim_v(t)=v_=\frac die Grenzgeschwindigkeit die sich einstellt, wenn Gravitationskraft und Reibungskraft sich schließlich die Waage halten. Dieses Ergebnis passt besser zu unserer Alltagserfahrung, in der die Fallgeschwindigkeit – wegen des Luftwiderstands – von der Masse des fallenden Körpers abhängt. Nochmalige Integration von v(t) mit der Anfangsbedingung z(t_0 = 0)= z_0 = 0 ergibt schließlich das Weg-Zeit-Gesetz für den freien Fall mit Stokes-Reibung: :z(t) = \frac\left(t - \frac\left(1 - e^\right)\right). Siehe auch: Gesetz von Stokes

Freier Fall mit Luftwiderstand F=kv^2

Die Differentialgleichung ist lösbar und liefert für die Geschwindigkeit folgendes Ergebnis: :v(t) =\sqrt\tanh( \sqrt
- t), wobei \sqrt die Grenzgeschwindigkeit ist. tanh ist der Tangens Hyperbolicus. Die Konstante k ist von der Form des Körpers und von der Dichte des strömenden Mediums (z.B. Luft) abhängig. Es gilt : k = 0.5 Cw A \rho. Hierbei ist Cw der Widerstandsbeiwert, A die Körperquerschnittsfläche und \rho die Dichte des strömenden Mediums. Kategorie:Mechanik ko:자유 낙하

Gravitation

Die Gravitation bezeichnet das Phänomen der gegenseitigen Anziehung von Massen. Sie ist die Ursache der irdischen Schwerkraft oder Erdanziehung, die die Erde auf Objekte ausübt. Sie bewirkt damit beispielsweise, dass Gegenstände zu Boden fallen. Die Gravitation bestimmt auch die Bahn der Erde und der anderen Planeten um die Sonne, und sie spielt eine bedeutende Rolle in der Kosmologie.

Einführung

Die Gravitation wurde erstmals von dem britischen Physiker und Mathematiker Isaac Newton mathematisch beschrieben. Das von ihm formulierte newtonsche Gravitationsgesetz war die erste physikalische Theorie, die sich in der Astronomie anwenden ließ. Es bestätigt die bereits zuvor entdeckten keplerschen Gesetze der Planetenbewegung und damit ein grundlegendes Verständnis der Dynamik des Sonnensystems mit der Möglichkeit präziser Vorhersagen bezüglich der Bewegung von Planeten, Monden und Kometen. In der 1916 von Albert Einstein aufgestellten allgemeinen Relativitätstheorie wird die Gravitation auf eine Krümmung der Raumzeit zurückgeführt, die unter anderem durch die beteiligten Massen provoziert wird. Das newtonsche Gravitationsgesetz ergibt sich dabei als nichtrelativistischer Grenzfall für die Situation hinreichend schwacher Raumzeitkrümmung, wie sie beispielsweise in unserem Planetensystem herrscht. Die korrekte Beschreibung von Neutronensternen und schwarzen Löchern oder die Erklärung der Periheldrehung des Merkur sind aber der allgemeinen Relativitätstheorie vorbehalten. Die Gravitation ist die schwächste der vier bekannten Grundkräfte der Physik. Aufgrund ihrer unbegrenzten Reichweite und des Umstandes, dass sie sich nicht abschirmen lässt, ist sie dennoch die Kraft, die die großräumigen Strukturen des Kosmos prägt. Sie spielt daher in der Kosmologie eine entscheidende Rolle.

Das newtonsche Gravitationsgesetz

Das newtonsche Gravitationsgesetz besagt, dass die Gravitationskraft F, mit der sich zwei Massen m_1 und m_2 anziehen, proportional zu den Massen beider Körper, der Gravitationskonstanten G und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes r der Massenschwerpunkte ist: :F = G\,\frac wobei :G = (6,6742\pm 0,0010) \cdot 10^\;\mathrm. Danach ist die Gravitationskraft eine Wechselwirkung, die auch wie im Falle der Anziehung zwischen Erde und Sonne durch das Vakuum wirkt. Man bezeichnet sie als Fernwirkungskraft, die sich mittels Kraftfeldern beschreiben lässt. Im Rahmen der newtonschen Physik wird dabei angenommen, dass sich Veränderungen des Feldes durch Bewegungen der Massen instantan im Raum ausbreiten. Aus dem newtonschen Gravitationsgesetz folgt, dass die Gravitation an einem Punkt einer sphärisch symmetrischen (kugelförmigen) Massenverteilung im Abstand r von ihrem Schwerpunkt stets so groß wie die Gravitation einer Punktmasse in diesem Schwerpunkt ist, deren Masse gerade der Teil der Gesamtmasse entspricht, der sich innerhalb der Kugel mit dem Radius r befindet. Innerhalb einer homogenen Kugel bedeutet das, dass die Gravitationskraft proportional zum Abstand vom Mittelpunkt ist. Die Gravitation einer homogenen Kugel im Vakuum ist daher an ihrer Oberfläche am größten. Das gilt auch für die Erde.

Allgemeine Relativitätstheorie

In der allgemeinen Relativitätstheorie werden Raum und Zeit als Einheit beschrieben, die als Raumzeit bezeichnet wird. Diese Raumzeit wird lokal durch die Anwesenheit von Massen gekrümmt. Ein Gegenstand, auf den keinerlei Kraft ausgeübt wird, bewegt sich zwischen zwei Punkten der Raumzeit stets entlang des geradlinigsten Weges, einer so genannten Geodäte. Die Gravitation lässt sich auf diese Weise auf ein geometrisches Phänomen in einer gekrümmten Raumzeit zurückführen. In diesem Sinne reduziert die allgemeine Relativitätstheorie die Gravitationskraft auf den Status einer Scheinkraft. In der Relativitätstheorie wird die Gravitation zwischen zwei Massen damit über die lokale Krümmung der Raumzeit vermittelt, wobei sich Änderungen nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten können. Die Gravitation hat daher den Status einer Nahwirkungskraft. Die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation bedingt bei Systemen beschleunigter Massen die Existenz von Gravitationswellen.

Gravitation und Quantentheorie

Falls die Gravitation durch eine Quantenfeldtheorie beschreibbar ist (Quantengravitation), sollte das Graviton, ein bislang noch nicht nachgewiesenes, hypothetisches Teilchen, existieren. Das Graviton hätte dann eine dem Photon der elektromagnetischen Wechselwirkung analoge Rolle.

Literatur


- Charles W. Misner, Kip S. Thorne, John Archibald Wheeler, Gravitation, Freeman, 23rd Printing 2000, ISBN 0-7167-0344-0 (englisches Standardwerk für Physiker)
- Claus Kiefer:Gravitation, Fischer kompakt, 2002; ISBN 3-596-15357-3

Siehe auch


- Gewicht
- Träge Masse
- Wurfparabel
- Gravitationsfeld
- Schwerelosigkeit
- Gravitationswelle
- Einsteinsche Feldgleichungen
- Erdbeschleunigung
- Ortsfaktor
- Erdmessung
- Physikalische Konstanten
- Beschleunigung
- Oberflächenbeschleunigung

Weblinks


- [http://www.aei.mpg.de Max-Planck-Institut für Gravitations-Physik]
- [http://www.geo600.uni-hannover.de GEO 600 Home Page (Hannover)]
- [http://www.zeit.de/2003/02/N-Naturkonstanten Newtons Gravitationskonstante]
- [http://www.physik.uni-muenchen.de/didaktik/U_materialien/leifiphysik/web_ph11/materialseiten/m10_gravitation.htm Versuche und Aufgaben zum Gravitationsgesetz] Kategorie:Gravitation Kategorie:Himmelsmechanik Kategorie:Allgemeine Relativitätstheorie Kategorie:1666 ja:重力 zh-min-nan:Tāng-le̍k

Vakuum

Das Wort Vakuum (von lat. vacuus (leer, frei)) wird in verschiedenen Bedeutungen gebraucht:
- Umgangssprachlich : Vakuum ist ein materiefreier Raum.
- Technik und Klassische Physik : Vakuum bezeichnet den Zustand eines Fluids in einem Volumen bei einem Druck, der geringer ist als der Atmosphärendruck bei Normalbedingungen.
- Quantenphysik : In der Quantenfeldtheorie wird der Zustand niedrigster Energie mit Vakuumzustand bezeichnet.

Vakuumtechnik

Auf der Erde kann man ein Vakuum herstellen, indem man einen abgeschlossene Hohlraum, den Rezipienten, vom darin enthaltenem Gas mittels geeigneter Vakuumpumpen befreit. Das einfachste Gerät zum Herstellen eines (minderwertigen) Grobvakuums ist die Wasserstrahlpumpe. Spezialpumpen oder Kühlfallen reduzieren die Gasmenge weiter. Während ein vollständig materiefreier Raum nicht herstellbar ist, können technische Vakua in verschiedenen Qualitäten hergestellt werden. Man unterscheidet in der Technik unterschiedliche Qualitäten der erzielten Vakua nach der Menge der verbleibenden Materie (gemessen durch den Druck in Pa = Pascal oder mbar = Millibar): Messgeräte zur Bestimmung des Gasdrucks in einem Vakuum nennt man Vakuummeter. Technische Vakua finden Anwendung in der Forschung, in der Elektronenmikroskopie, bei der Erschmelzung von metallischen Werkstoffen und in der Fertigung von Mikroelektronik. Auch im Innenraum von Bildröhren von Fernsehern oder Monitoren herrscht Hochvakuum vor, um die Streuung der Elektronenstrahlen gering zu halten. Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Verpackung von Lebensmitteln mittels Vakuum. Diese werden dann von gasdichten Kunststoffhüllen umschlossen und sind durch die Abwesenheit des Alterungs- und Verwesungsprozesse unterstützenden Luftsauerstoffs länger haltbar. Neben Erdnüssen werden auch Fleisch und Kaffee sowie Käse 'vakuumiert'.

Vakuum im Weltraum

Das im Weltraum im interstellaren Raum oder im intergalaktischen Raum auftretende Vakuum ist im Allgemeinen dünner als jedes auf der Erde herstellbare Vakuum. Allerdings ist auch der Weltraum nicht völlig leer, sondern enthält durchschnittlich ein Teilchen pro cm³ und ist "Träger" von statischen elektromagnetischen und gravitativen Feldern sowie von Photonen.

Geschichte des Vakuums

Die Idee des Vakuums stammt wahrscheinlich von Leukipp oder seinem Schüler Demokrit und war eine tragende Säule des Weltbildes der epikureischen Philosophie. Diese nahmen an, dass die Materie aus unteilbaren kleinsten Teilchen (atomoi) aufgebaut ist, die sich im leeren Raum, also im Vakuum, bewegen und nur infolge der Leere des Raumes die Möglichkeit zur Bewegung und Interaktion haben. Diese Annahme wurde aber vor allem von Aristoteles und seiner Akademie abgelehnt, da sich Aristoteles eine Bewegung ohne treibendes Medium nicht denken konnte; man dachte sich den Raum zwischen den Gestirnen daher von 'Äther' erfüllt. Auch die Platonische Schule lehnte es ab, an das nicht-Seiende zu glauben. Im Mittelalter galt Aristoteles als Autorität. Obwohl bereits wieder von Giordano Bruno aufgegriffen und verteidigt, konnte sich die Idee vom Vakuum erst mit den ersten Demonstrationen durchsetzen. Das erste Vakuum wurde von Evangelista Torricelli mit der Hilfe einer Quecksilbersäule in einem gebogenen Glasrohr hergestellt. Populär wurde das Vakuum durch Otto von Guericke. Er spannte Pferde an zwei Metallhalbkugeln, aus denen er vorher die Luft herausgesaugt hatte. Der beobachtete Effekt ist allerdings weniger eine Eigenschaft des Vakuums als vielmehr des Drucks der umgebenden Luft (siehe Magdeburger Halbkugeln). Die Streuversuche von Ernest Rutherford (1911) zeigten, dass Alpha-Teilchen eine Goldfolie ohne Widerstand durchqueren können. Dies zeigte, dass die Masse von Atomen im Kern zentriert ist. Darauf aufbauend entwarf Niels Bohr ein Modell, nach dem die Elektronen den Atomkern umkreisen, wie die Planeten die Sonne. Im Inneren der Atome schien also ein Vakuum zu herrschen. Obwohl man diese Sichtweise noch gelegentlich in der Literatur antrifft, gilt das Innere der Atome heute als von den Aufenthaltsbereichen der Elektronen (Orbitale) ausgefüllt.

Das Vakuum in der modernen Physik

In der Quantenfeldtheorie erscheint das Vakuum als ein dynamisches Medium mit vielfältigen Eigenschaften (siehe Vakuumfluktuationen). Auch die in der heutigen Kosmologie wieder notwendige kosmologische Konstante soll ihren Ursprung in den Vakuumfluktuationen haben.

Eigenschaften und Anwendungen des Vakuums

Licht, Teilchen, Festkörper, elektrische, magnetische und Gravitationsfelder breiten sich im Vakuum aus; dagegen benötigen Schallwellen ein materielles Medium und können sich daher im Vakuum nicht ausbreiten. Wärmestrahlung kann sich als elektromagnetische Welle auch im Vakuum fortpflanzen. Dagegen führt die Absenkung des Drucks zur Verminderung der materiegebundenen Wärmeübertragungsprozesse. Die Verringerung von Wärmeströmung (Konvektion) und Wärmeleitung (Phononenschwingungen) findet Anwendung in der Thermoskanne (Dewar-Gefäß). Die hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit im Hochvakuum wird in Vakuumkondensatoren der Hochleistungselektronik und dem Hochspannungsteil von evakuierten Röntgenröhren genutzt. Allerdings sinkt zunächst bei Absenkung des Drucks ausgehend vom Normalluftdruck die Durchschlagsfestigkeit. Das Minimum der Durchschlagsfestigkeit in Luft wird bei einem Druck von 1 mbar erreicht, wo sie nur noch ca. 0,3 kVcm-1 beträgt. Wird der Druck weiter in Richtung Hochvakuum abgesenkt, vergrößert sich die Durchschlagsfestigkeit wieder exponentiell. Das Vakuum ist kein Lebensraum, da Lebewesen auf Materie zu ihrem Stoffwechsel angewiesen sind. Allerdings können viele Lebewesen (Bakterien, Pflanzen) einen gewissen Zeitraum im Vakuum überleben. Auch Tiere explodieren oder verkochen nicht, wenn sie dem Vakuum kurzzeitig ausgesetzt sind. Allerdings tritt in kurzer Zeit der Tod durch Ersticken ein. Das Gefriertrocknen etwa von Kaffee, Tee, Gemüse oder Blut ist kein Effekt des Vakuums, sondern durch die Siedepunktverminderung von Wasser bei tiefem Druck bedingt. Viele Stofftrennverfahren in der Chemie basieren ebenfalls auf der Vakuumtechnik.

Literatur


- Max Wutz, Hermann Adam, Wilhelm Walcher, Karl Jousten: Handbuch Vakuumtechnik. Theorie und Praxis. Vieweg, ISBN 3-528-54884-3
- Wolfgang Pupp, Heinz K. Hartmann: Vakuumtechnik. Fachbuchverlag Leipzig, ISBN 3-446-15859-6
- Karin Wey, Ralph Jürgen Peters: Geschichte der Vakuumtechnik. In: Vakuum in Forschung und Praxis. 14(3), S. 180 - 183 (2002),
- Heinz-Dieter Bürger: Die Geschichte der Vakuumkühlung. In: Vakuum in Forschung und Praxis. 16(2), S. 67 - 70 (2004),
- Henning Genz: Nichts als das Nichts. Die Physik des Vakuums. WILEY-VCH Verlag, Weinheim 2004, ISBN 3-527-40319-1

Weblinks


- [http://www.deutsches-museum-bonn.de/ausstellungen/meisterwerke/halbkugeln/default.html Deutsches Museum Bonn] - Abbildung der Halbkugeln von Guericke
- [http://www.bine.info/templ_meta.php/publikationen/projektinfo/348/link=clicked&search_year=2004/ Projektinformation: Vakuum-Isolation in Fassadenelementen]
- [http://www.fh-frankfurt.de/wwwfb2/Vakuumschule/schuleallgemein.htm Vakuumschule der FH-Frankfurt] - Schule für Vakuumtechnik (FH Frankfurt am Main / FH Gießen-Friedberg in Zusammenarbeit mit der DVG). Kategorie:Physik ja:真空

Medium

Ein Medium (v. lat.: medium = Mitte(lpunkt), Zentrum, dazwischen liegend, in der Mitte befindlich; Plural Medien oder Media) ist im allgemeinen ein Träger oder ein Übermittler von Jemandem oder Etwas. Das Wort Medium bezeichnet
- in der Publizistik- und Kommunikationswissenschaft
  - ein Kommunikationsmittel, siehe Medien
  - eine einzelne Publikationsform, über die diese Medien publizieren, siehe Publikation
- einen allgemeinen Begriff der Philosophie, siehe Medienphilosophie
- in der Informatik ein Speichermedium oder ein Übertragungsmedium
- in der Physik einen Träger von Wellen, siehe Medium (Physik)
- in der Chemie als Sammelbegriff für Stoffe, die andere Stoffe aufnehmen, siehe unter anderem Lösungsmittel, Dispersionsmedium
- in der Biologie eine Nährlösung oder ein Nährboden für Bakterien, Pilze oder Pflanzen, siehe Nährmedium
- in der Grammatik ein unter anderem im Griechischen vorkommendes, zwischen Aktiv und Passiv stehendes Genus verbi, siehe Medium (Grammatik)
- in der Technik als Sammelbegriff für flüssige, gasförmige oder fein zerteilte feste Stoffe, siehe Technisches Medium;
- im Okkultismus, der Esoterik und in den Grenzwissenschaften eine Person, von der angenommen wird, dass sie, Verbindung mit spirituellen Wesen (Geister, Verstorbene usw.) herstellen kann, siehe Medium (Person)
- in der Filtration Oberbegriff für das Filtermaterial
- bei der Verwendung im Unterricht ein Unterrichtsmedium oder im Kontext von Bildung ein Bildungsmedium
- als Anglizismus ist das Adjektiv medium ist ein Synonym für mittel in einem qualitativen Vergleich schwach-medium-stark (gebraucht zum Beispiel bei: Steak, Tabak und Sherry):
  - beim Braten von Fleisch entspricht medium dem À point
- einen allgemeinen Begriff in der Medium-Form-Unterscheidung der soziologischen Systemtheorie in Luhmanns Prägung
- manchmal wird der statistische Median fälschlicherweise Medium genannt
- Als Medien (Einzahl) bezeichnet man das historische Reich der Meder und eine Landschaft im Iran, siehe Medien (Land)
- Eine US-amerikanische Fernsehserie Medium (Serie) ja:メディア

Erdatmosphäre

Die Erdatmosphäre (von griechisch ατμός, atmós „Luft, Druck, Dampf“ und σφαίρα, sfära „Kugel“), die Atmosphäre der Erde, ist die gasförmige Hülle oberhalb der Erdoberfläche. Sie stellt eine der Geosphären dar und ihr Gasgemisch ist durch einen hohen Anteil an Stickstoff und Sauerstoff und somit oxidierende Verhältnisse geprägt. Eine Darstellung der Konzentration der Atmosphärengase sowie deren Charakteristika bietet der Artikel Luft.

Entwicklung

Luft Hauptartikel: Entwicklung der Erdatmosphäre Die Entwicklung der Erdatmosphäre ist ein Teil der chemischem Evolution der Erde und zudem ein wichtiges Element der Klimageschichte. Sie wird heute in vier wesentliche Entwicklungsstufen unterschieden. Am Anfang stand die Entstehung der Erde vor etwa 4,56 Milliarden Jahren. Dabei verfügte sie schon sehr früh über eine vermutlich aus Wasserstoff (H2) und Helium (He) bestehende Gashülle, die jedoch wieder verloren ging. Durch die langsame Abkühlung der Erde und den dabei auftretenden Vulkanismus kam es zu einer umfangreichen Ausgasung aus dem Erdinneren. Die dadurch erzeugte Atmosphäre bestand zu etwa 80 % aus Wasserdampf (H2O), zu 10 % aus Kohlendioxid (CO2) und zu 5 bis 7 % aus Schwefelwasserstoff. Dabei handelt es sich um ebenjene Produkte des Vulkanismus, wie wir sie auch heute noch beobachten können. Der hohe Anteil des Wasserdampfs erklärt sich dadurch, dass die Atmosphäre zu diesem Zeitpunkt noch zu warm war, um Niederschläge bilden zu können. Es gab also noch keine Gewässer auf der Erde. Der eigentliche Ursprung des Wassers ist umstritten. Nachdem die Temperatur der Atmosphäre unter den Siedepunkt des Wassers fiel, kam es zu einem extrem langen Dauerregen, nach dessen Ende sich die Ozeane gebildet hatten und dementsprechend die anderen Atmosphärengase relativ zum Wasserdampf angereichert wurden. Die hohe UV-Einstrahlung bedingte eine photochemische Zerlegung der Wasser-, Methan- und Ammoniakmoleküle, wodurch sich Kohlenstoffdioxid und Stickstoff ansammelten. Die leichten Gase wie Wasserstoff oder Helium verflüchtigten sich in den Weltraum, vor allem Kohlendioxid wurde in großen Mengen in den Ozeanen gelöst und dort in Form von Carbonatablagerungen. Einzig unbeeindruckt zeigte sich der inerte Stickstoff. Dieser sammelte sich mit der Zeit an und bildete vor etwa 3,4 Milliarden Jahren den Hauptbestandteil der Atmosphäre. Der Sauerstoff spielt die Hauptrolle bei der weiteren Entwicklung hin zu unserer heutigen Atmosphäre. Die ersten vor etwa 3,5 Milliarden Jahren photosynthetisch aktiven Cyanobakterien führten zwar zu einem Absinken der Kohlenstoffdioxidkonzentration, die Sauerstoffkonzentration der Atmosphäre blieb jedoch gering. Dieser wurde in den Ozeanen zur Oxidation von Eisenionen verbraucht und sammelte sich erst nach deren Knappheit vor etwa zwei Milliarden Jahren an. Vor einer Milliarden Jahre überstieg die Sauerstoffkonzentration die Marke von einem Prozent, wodurch sich wenige hundert Millionen Jahre später eine erste Ozonschicht bilden konnte. Der heutige Sauerstoffgehalt von knapp 21 % wurde schließlich vor 350 Millionen Jahren erreicht und blieb seitdem recht stabil.

Aufbau und Gradienten

Ozonschicht in Abhängkeit von der Höhe.]] Ozonschicht in Abhängkeit von der Höhe.]] Ozonschicht Die Erdatmosphäre weist eine Masse von zirka 4,9 · 1018 kg auf und teilt sich in Bezug auf ihren Temperaturverlauf in mehrere Schichten ein:
- Die Troposphäre von 0 km (Gebirge, Stratosphärendurchbruch) bis zwischen 7 (Polargebiete) und 17 km (Tropen), begrenzt durch die Tropopause,
- die Stratosphäre von zwischen 7 und 17 km bis 50 km, begrenzt durch die Stratopause,
- die Mesosphäre von 50 km bis zwischen 80 und 85 km, begrenzt durch die Mesopause und
- die Thermosphäre von zwischen 80 und 85 km bis über 640 km.
- die Exosphäre von zwischen 500 und 1.000 km bis etwa 100.000 km (in den interplanetaren Raum übergehend). Die Troposphäre wird auch als untere Atmosphäre, Mesosphäre und Stratosphäre gemeinsam als mittlere Atmosphäre und Thermosphäre und Exosphäre zusammen als obere Atmosphäre bezeichnet. Zudem zeigt sich vor allem in der Troposphäre – der Wettersphäre – eine Dynamik innerhalb der Temperaturschichtung, weshalb dort auch die jeweilige Schichtungsstabilität eine große Rolle spielt. Diese Gliederung gibt nur eine grobe Einteilung wieder und es ist auch möglich, die Atmosphäre nicht nach dem Temperaturverlauf, sondern nach anderen Gesichtspunkten zu gliedern, wie
- dem radio-physikalischen Zustand der Atmosphäre:
- # Ionosphäre
- # Magnetosphäre
- nach den physiko-chemischen Prozessen
- # Ozonosphäre / Ozonschicht (16-50 km)
- # Chemosphäre (20-600 km)
- der Lebenszone
- # Biosphäre (0-20km)
- dem Durchmischungsgrad
- # Homosphäre (0-100 km)
- # Homopause (100-120 km)
- # Heterosphäre (>120 km)
- dem aerodynamischen Zustand
- # Prandtl-Schicht (ca. 0-50 m)
- # Ekman-Schicht (ca. 50-1000 m)
- # Prandtl-Schicht + Ekman-Schicht = Planetare Grenzschicht (Peplosphäre)
- # Freie Atmosphäre (>1 km) Die bodennahen Schichten bis in etwa 90 km Höhe haben eine recht gleichförmige Zusammensetzung, weshalb dieser Abschnitt auch als Homosphäre bezeichnet wird. Was wir als Luft bezeichnen, besteht im Wesentlichen aus 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff, 0,93 % Argon und anderen Edelgasen. Der Kohlendioxid-Gehalt beträgt nur 0,03 %, ist aber neben dem Wasserdampf der wichtigste Verursacher des natürlichen Treibhauseffektes, ohne den es auf der Erde bedeutend kälter wäre. Die oberen Schichten bestehen aus sehr dünnem Gas, das nicht mehr in Molekülen, sondern in Atomen und Ionen vorliegt (daher der Name Ionosphäre). Dies liegt daran, dass die von der Sonne eingestrahlte hochenergetische Strahlung die Moleküle dissoziieren lässt, die so entstehenden Ionen aber erst nach längerer Zeit auf einen Partner treffen. Ferner kommt es auch zu einer Entmischung der Bestandteile nach ihrer unterschiedlichen molaren Masse, weshalb sich mit zunehmender Höhe leichtere Gase wie Wasserstoff konzentrieren (siehe Abbildung 2). Diese sind unter Umständen auch in der Lage in den Weltraum zu entweichen, was sich jedoch aufgrund der extrem dünnen Atmosphäre in diesen Höhen und den dadurch sehr geringen Masseverlusten mit dem Eintrag beispielsweise durch den Sonnenwind ausgleicht. Für die Entstehung des Wetters ist neben der Energiezufuhr durch die Sonneneinstrahlung hauptsächlich der Gehalt an Wasserdampf verantwortlich. Dieser kommt in wechselnder Konzentration von 0 % Vol. bis etwa 4 % Vol. in der Luft vor.

Grenze zum Weltraum

Der Übergang zwischen Exosphäre und Weltraum ist kontinuierlich und man kann daher perse keine scharfe Obergrenze der Erdatmosphäre ziehen. Seitens der Fédération Aéronautique Internationale wird daher die Homopause bzw. eine Höhe von rund 100 km als Grenze angesehen, da hier mit einer Temperatur von -90 ºC und einem Luftdruck von einem Hektopascal (0,1 % des Luftdrucks auf Meereshöhe) bereits nahezu Weltraumbedingungen herrschen. Diese Definition ist international weitesgehend anerkannt, wenn sie auch keine uneingeschränkte Gültigkeit besitzt. So wird zum Beispiel von der NASA die Mesopause (etwa 80 km) als Grenze definiert.

Erforschung

Die untere Atmosphäre, insbesondere die Troposphäre, ist das Forschungsfeld der Meteorologie, wohingegen die mittlere und obere Atmosphäre (Stratosphäre, Mesosphäre) in den Bereich der Aerologie gehören. Messungen erfolgen in Bodennähe mit dem vollen Spektrum der meteologischen Messgeräte. In der Höhe, besonders in Bezug auf Höhenprofile, stellen Radiosonden, meteorologische Raketen, Lidars, Radars und Wetter- beziehungsweise Umweltsatelliten die wichtigsten Messverfahren dar. In der Zukunft werden vorraussichtlich auch Höhenplattformen wie das High Altitude and Long Range Research Aircraft eine größere Rolle spielen.

Siehe auch

Atmosphäre, Schichtungsstabilität der Erdatmosphäre, Entwicklung der Erdatmosphäre, Ozonschicht, Luft, Luftfeuchtigkeit, Kohlenstoffkreislauf, Erdmagnetfeld

Weblinks


- [http://www.kowoma.de/gps/zusatzerklaerungen/atmosphaere.htm Erdatmosphäre, Aufbau und Bild]
- [http://www.astronomie.de/sonnensystem/erde/atme.htm Atmosphäre - Mesosophäre]
- [http://nssdc.gsfc.nasa.gov/space/model/models_home.html Atmosphärenmodelle des National Space Science Data Center] (Englisch) Kategorie:Erde Kategorie:Umweltschutz ja:大気 ko:대기권 ms:Atmosfera simple:Atmosphere

Luftwiderstand

Der Strömungswiderstand ist eine physikalische Größe, die in der Fluiddynamik eine Rolle spielt. Ein Körper, der sich mit einer Geschwindigkeit v relativ zu einem gasförmigen oder flüssigen Medium bewegt, erfährt einen Strömungswiderstand F_r, eine der Bewegungsrichtung entgegengesetzt wirkende Kraft. Bei laminarer Strömung wird der Strömungswiderstand nur durch die innere Reibung des Mediums verursacht. Ist η die Viskosität des Mediums, so gilt für kugelförmige Körper vom Radius r das Stokessche Gesetz :F_r= 6\cdot \pi \cdot \eta \cdot v \cdot r In einer turbulenten Strömung lässt sich der Strömungswiderstand nur durch Experimente bestimmen und wird zunächst durch die Wirbel hinter dem bewegten Körper verursacht. Hier hängt der Strömungswiderstand ab von Dichte ρ des Mediums, von seiner Geschwindigkeit und von der Querschnittsfläche A des Körpers senkrecht zur Strömung. Die dimensionslose Größe CW-Wert ist der Strömungswiderstandskoeffizient (-beiwert, Formfaktor, cw-Wert) des Körpers, der sich mit der Form des Körpers stark ändert. Der Strömungswiderstand F_r errechnet sich zu: :F_r= \frac \cdot \rho \cdot v^2 \cdot A \cdot c_w cw wird für Fahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge experimentell in einem Windkanal ermittelt oder mit Hilfe von Computersimulationen berechnet. Kategorie:Strömungslehre ja:抗力

Masse (Physik)

Die Masse ist eine Grundgröße der Physik. Sie beschreibt, klassisch betrachtet, einerseits das Bestreben eines Körpers seinen Bewegungszustand nicht zu verändern (Trägheit), andererseits quantifiziert sie eine Anziehungskraft, also das Vermögen, den Bewegungszustand anderer Massen zu beeinflussen (Gravitation).

Definition

Über den Zusammenhang zwischen Masse und Trägheit könnte die Masse auf einen Proportionalitätsfaktor zwischen Kraft und Beschleunigung zurückgeführt werden, und als abgeleitete Größe definiert werden. Im üblichen Größenkanon der Physik wird die Masse jedoch nicht als abgeleitete Größe eingeführt, sondern als Grundgröße definiert1. Diese folgt durch Festlegung einer Referenzmasse, die die zugehörige SI-Basiseinheit Kilogramm (kg) definiert: Das Kilogramm ist gleich der Masse des internationalen Kilogrammprototyps2. Eine Messung ist ohne Rückbezug auf andere Größen möglich, alleine durch Vergleich mit der Referenzmasse. Neben der Trägheit ist mit der Masse auch das Gewicht verbunden, d.h. ist die Masse die Quelle der Gravitationskraft: :F = -G\frac, wobei m und M die beteiligten schweren Massen im Abstand r sind. G ist die Gravitationskonstante, eine Naturkonstante, die die Stärke der Gravitation beschreibt. Die Äquivalenz von träger und schwerer Masse ist in der klassischen Mechanik eine empirische, nicht weiter begründbare Feststellung. Sie führt dazu, dass Körper im Gravitationsfeld (im Vakuum) unabhängig von ihrer Masse stets gleich schnell fallen. Der Legende nach soll Galileo Galilei dieses Gesetz gefunden haben, indem er Gegenstände vom schiefen Turm in Pisa fallen ließ. #Bei der Wahl, dass es sich bei der Masse um eine Grundgröße, und bei der Kraft um eine abgeleitete Größe handelt, handelt es sich um eine willkürliche Festlegung. #Die Masse des internationalen Kilogrammprototyps orientiert sich ursprünglich an der von einem Kubikdezimeter Wasser maximaler Dichte (bei 3,98 °C). Genauere Messungen zeigten jedoch, dass die Masse des Kilogrammprototyps nicht exakt der von einem Kubikdezimeter Wasser bei 3,98 °C entspricht.

Newtonsche Mechanik

Die Masse ist galilei-invariant, d.h. im Wesentlichen, dass sie unabhängig von der Geschwindigkeit ist. Die Massenträgheit wird durch die Impulserhaltung beschrieben. Der Impuls \vec p ist in der klassischen Mechanik definiert als das Produkt aus Masse m und Geschwindigkeit \vec v: :\vec p=m\vec v. Um den Impuls einer Masse zu verändern muss eine Kraft auf sie ausgeübt werden. Zwischen Masse m, Beschleunigung \vec a und der Kraft \vec F besteht der Zusammenhang: :\vec F=m\vec a.

Spezielle Relativitätstheorie

In der speziellen Relativitätstheorie treten an Stelle der newtonschen trägen Masse unterschiedliche Größen auf, je nachdem, welche ihrer Eigenschaften aus der newtonschen Mechanik als Vorbild dienen sollen: # dass sie eine dem Körper an sich zukommende, insbesondere geschwindigkeitsunabhängige, Eigenschaft eines Körpers ist, die seine Trägheit charakterisiert, # der Zusammenhang p=mv zwischen Impuls und Geschwindigkeit, oder # der Zusammenhang F=ma zwischen Kraft und Beschleunigung im Trägheitsgesetz.

Nichtlineare Abhängigkeit des Impulses von der Geschwindigkeit

In der speziellen Relativitätstheorie ist der Impuls allerdings nicht mehr proportional zur Geschwindigkeit, und somit das Verhältnis zwischen Impuls und Geschwindigkeit selbst abhängig von der Geschwindigkeit. Der Zusammenhang lautet : p = \frac\cdot v = m_0\gamma\cdot v, mit \gamma = \frac Hierbei ist m_0 eine geschwindigkeitsunabhängige Eigenschaft des Körpers, übernimmt also die erste der oben genannten Eigenschaften. Sie wird historisch Ruhemasse, in moderner Sprechweise auch invariante Masse oder einfach Masse genannt. Mit der Masse eines Objekts ist heute stets diese Größe gemeint.

Äquivalenz von Masse und Energie

Die Größe m_0\gamma, die das Verhältnis zwischen Masse und Geschwindigkeit beschreibt, wird als relativistische Masse bezeichnet. Für diese Größe gilt die berühmte Gleichung : E = m(v) \cdot c^2 = \frac = m_0c^2\gamma Seit Albert Einstein weiß man, dass Masse und Energie gemäß dieser Formel ineinander umgewandelt werden können, bzw. dass Masse und Energie einander äquivalent sind. Außer bei der Kernspaltung, der Kernfusion und bei verschiedenen Experimenten der Elementarteilchenphysik ist jedoch die mit Energieänderungen des Systems einhergehende Massendifferenz weit unterhalb der Messgenauigkeit. Mit dem Trägheitsgesetz ist es noch komplizierter: Hier hängt die Masse nicht nur von der Geschwindigkeit, sondern auch noch vom Winkel zwischen Geschwindigkeit und Kraft ab. Dies hat anfangs zu den Begriffen der longitudinalen und transversalen Masse geführt (für Beschleunigungen in Bewegungsrichtung und senkrecht dazu), die aber heute nicht mehr verwendet werden. Eine Folge ist jedoch, dass in der Relativitätstheorie die Beschleunigung nicht immer in die Richtung der Kraft erfolgt. Da die spezielle Relativitätstheorie nicht die Gravitation behandelt, ist eine schwere Masse in ihr nicht definiert.

Allgemeine Relativitätstheorie

Das Äquivalenzprinzip ist Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie (ART). In ihr wird die Bewegung der Körper im Gravitationsfeld nicht durch eine Kraft, sondern durch die Krümmung der Raumzeit beschrieben. Jeder gravitierende Körper bewegt sich in der Raumzeit geradeaus (genauer: auf einer Geodäte). Aus der Grundgleichung der ART G_ \sim T_ folgt, dass die Krümmung des Raumes, beschrieben durch den Einstein-Tensor G_, proportional zum Energie-Impuls-Tensor T_ ist. Dieser hängt von der in dem betrachteten Raum befindlichen Materie ab und in seine Definition geht u.a. die Energie und der (Strahlungs-)Druck der betrachteten Materie ein. Die Definition einer Masse ist in der ART in stark gekrümmten Räumen nicht mehr ohne weiteres möglich und es existieren verschiedene mögliche Definitionen. Eine häufig verwendete Definition ist die ADM-Masse, die für asymptotisch flache Raumzeiten anwendbar ist. Eine Krümmung des Vakuums wird hier mit in Betracht gezogen, Schwarze Löcher haben z.B. eine ADM-Masse. Eine Reduktion der ART auf den Newton'schen Fall erhält man bei einer Näherung für geringe Krümmung.

Ursprung der Massen der Elementarteilchen

Im Standardmodell der Elementarteilchenphysik wird der Ursprung der Massen der Elementarteilchen (und damit der Masse jedes Objektes) durch den Higgs-Mechanismus erklärt. Dieser beinhaltet die Wechselwirkung aller massiven Elementarteilchen mit dem so genannten Higgs-Boson, ein bisher noch unbeobachtetes skalares Elementarteilchen.

Vielfaches einer Masse

In der klassischen Mechanik gilt: Werden n Körper von gleicher Masse zusammengefügt, entsteht ein Körper n-facher Masse. Die Summe aller Massen ist eine Erhaltungsgröße. In der Relativitätstheorie gilt dies aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie nicht mehr. Ziehen sich zwei Körper an, so ist ihre gemeinsame Masse kleiner als die Summe ihrer Einzelmassen. Für normale Objekte ist dieser Effekt weit jenseits der Messungenauigkeit, jedoch ist für die Masse eines Atomkerns deutlich kleiner als die Summe der Masse der Nukleonen, aus denen er zusammengesetzt ist. Man spricht vom Massendefekt des Kerns. Umgekehrt trägt auch die kinetische Energie der Teile eines insgesamt ruhenden Körpers (z.B. Wärmeenergie) – nicht aber die kinetische Energie des Gesamtkörpers aufgrund seiner Schwerpunktsbewegung – zu seiner Masse bei. In diesem Fall ist die Gesamtmasse größer als die Summe der Einzelmassen. Auch dieser Effekt ist für makroskopische Objekte weit unterhalb der Messgenauigkeit, allerdings ist die Masse der Nukleonen wesentlich kleiner als die Summe der Massen der Quarks, aus denen sie zusammengesetzt sind.

Messung

Die Messung der Masse erfolgt prinzipiell durch Vergleich mit einer Referenzmasse. Zwei Massen sind gleich, wenn sie in einem gleichstarken Gravitationsfeld die gleiche Gewichtskraft erfahren, dies kann gemessen werden durch eine Balkenwaage. Die Stärke des Gravitationsfeldes ist prinzipiell unerheblich, es muss nur an den Orten der beiden Massen gleich sein, und ungleich null. Statt Vergleich der Gravitationskraft kann die Masse auch durch Vergleich der Massenträgheit gemessen werden. Indirekt kann die Masse auch durch Messung der Kraft \vec F gemessen werden, die eine Masse in einem Gravitationsfeld erfährt, oder die zu einer definierten Beschleunigung einer Masse notwendig ist. Bei der Messung über die Gewichtskraft ist, anders als beim direkten Vergleich zweier Gewichtskräfte, die Kenntnis des Gravitationsfeldes am Ort der Messung notwendig.

Größenordnungen

Die folgende Aufstellung soll helfen, ein Gefühl für die Größenordnungen von Massen zu erhalten. (Die Werte sind nicht exakt):

Umgangssprache

In der Umgangssprache wird sehr oft die Masse mit dem Gewicht verwechselt. "Wieviel wiegst Du?" -- "Ich? 75 Kilogramm." "'Wie schwer bist du?' -- 'Ich? 75 Kilogramm.'" ist dagegen korrekt, es wird nach der schweren Masse gefragt. Wenn man statt "Gewicht" von "Gewichtskraft" spricht, ist der Unterschied zur Masse deutlicher: eine Gewichtskraft erfährt ein Körper, wenn ein anderer Körper in der Nähe ist (meistens ein Himmelskörper) - die Gewichtskraft hängt vom Ort ab und ist keine "persönliche" Eigenschaft des Körpers, die Masse hängt dagegen vom Körper ab, von der Anzahl der Atome und ist überall gleich. Ein Körper ist schwerelos, wenn er keine Gewichtskraft erfährt (Weltall). Bei Architekten setzt sich die Bezeichnung 'Massenermittlung' für eine Volumenbestimmung langsam durch.

Siehe auch

Kraft (Physik) Außerhalb der Physik gibt es auch noch andere Bedeutungen des Begriffs Masse.

Weblinks


- [http://jumk.de/calc/gewicht.shtml Umrechnung von englischen und amerikanischen Masse-Maßen in metrische Einheiten]
- [http://www.engnetglobal.com/tips/convert.asp?catid=3 Umrechnung: Milligramm oder Mikrogramm in Kilogramm, Masse von Wasser, Raummaße und Hohlmaße - 1 Kilogramm Wasser = 1 Kubikdezimeter = 1 Liter]
- [http://www.physik.uni-muenchen.de/leifiphysik/web_ph08/m10_masse-gew-g.htm Versuche und Aufgaben zur Masse] Kategorie:Physikalische Größe ja:質量 ko:질량 ms:Jisim simple:Mass th:มวล

Philosoph

Ein Philosoph (griechisch φιλόσοφος, philósophos - Liebhaber der Weisheit) ist ein Mensch, der nach Platons Symposion die Wahrheit, das Schöne und das Gute liebt, und damit begehrt. Philosophen setzen sich philosophierend, d.h. auf fundamentale Weise, mit Fragen, die sich dem Menschen stellen, auseinander. Dies können beispielsweise Fragen über die menschliche Existenz, oder aber auch (in der gegenwärtigen akademischen Diskussion verbreitetere) Fragen abstrakterer Natur, wie beispielsweise der Frage nach dem, was es gibt (vgl. Ontologie), sein. Die vier großen Fragen der Philosophie und damit der Philosophen lauten nach Immanuel Kant: # Was kann ich wissen? (Die Grenzen des Wissens) # Was soll ich tun? (Das Maß der Freiheit) # Was darf ich hoffen? (Der Sinn des Lebens) # Was ist der Mensch? (Das Wesen der Menschen) Die Frage, wer denn nun ein Philosoph sei, lässt sich unter verschiedenen Gesichtspunkten beantworten: # Unumstritten ist die Bezeichnung "Philosoph" für die "Großen" der Philosophie (wie beispielsweise Platon, Aristoteles und Kant). # Naheliegend scheint die Bezeichnung 'Philosoph' zunächst für diejenigen, die sich (beruflich) mit der akademischen Disziplin der Philosophie beschäftigen. Sehr oft möchten sich diese aber selbst nicht als solche sehen. (Prominentes Beispiel hierfür ist Michel Foucault, der sich selbst "nur" als Kritiker sah.) Ob das nun an eigener Bescheidenheit und Hochachtung für die "Großen" liegt oder eben daran, dass man von einem Philosoph vielleicht viel Weisheit erwartet, kann hier nur vermutet werden. # Als Philosophen werden auch diejenigen bezeichnet, die sich für die oben genannten Fragen interessieren oder sich ganz allgemein durch Scharfsinn und Tiefe in ihren Gedanken auszeichnen - und eben allem auf den Grund gehen wollen. (Eine hierfür beispielhafte Bezeichnung wäre: XY ist der Philosoph unter den Köchen.)

Literatur


- Metzler Philosophen Lexikon. ISBN 3476014282
- Philosophinnen-Lexikon. ISBN 3379015849
- Philosophinnen - Von der Antike bis zur Aufklärung. ISBN 3518393774
- Philosophinnen - Von der Romantik bis zur Moderne. ISBN 3518393782

Weblinks


- http://www.philosophenlexikon.de - Philosophen-Lexikon mit zahlreichen Kurzbiografien
- http://www.anderegg-web.ch/phil/philinhalt.htm
- http://www.philosophinnen.de/
- http://www.philosophenlexikon.de/women.htm Siehe auch: Portal:Philosophie, Liste der Philosophen ! ja:思想家 th:นักปรัชญา

Aristoteles

Aristoteles (griechisch Αριστοτέλης Aristotelēs,
- 384 v. Chr. in Stageira / Makedonien, † 322 v. Chr. in Chalkis / Euböa) war ein griechischer Philosoph, Naturforscher und einer der einflussreichsten Denker der abendländischen Geistesgeschichte, der zahlreiche Disziplinen entweder selbst begründete oder entscheidend beeinflusste. Nach seiner Herkunft wurde Aristoteles auch Der Stagirit genannt.

Leben

384 v. Chr. wird Aristoteles in Stageira als Sohn des Leibarztes Nikomachos am Hof von König Amyntas von Makedonien geboren. Früh versterben seine Eltern, sodass er bei Pflegeeltern aufwächst. 367 v. Chr., mit 17 Jahren, tritt Aristoteles in Platons Akademie in Athen ein. 347 v. Chr. stirbt Platon, die Leitung der Akademie übernimmt aber nicht der offenbar weitaus begabtere und talentiertere Aristoteles, sondern Speusippos, ein Neffe Platons. Aristoteles geht wohl auch wegen der anti-makedonischen Stimmung in Athen an den Hof des Hermias, des Herrschers von Atarneus in Kleinasien, wo er dessen Adoptivtochter Phytias heiratet. Von 342 v. Chr. bis 336 v. Chr. unterrichtet Aristoteles Alexander den Großen in Philosophie, Kunst und Mathematik. 335 v. Chr. kehrt Aristoteles nach Athen zurück und gründet dort seine eigene Schule, das Lykeion (später auch Peripatos genannt), die bis etwa 40 v. Chr. besteht und aus der die philosophische Richtung der Peripatetiker hervorgeht. 323 v. Chr. verlässt Aristoteles Athen, da - nach Alexanders Tod - dort die antimakedonische Partei die Oberhand gewinnt, und geht nach Chalkis, dem Geburtsort seiner Mutter, wo er im folgenden Jahr stirbt.

Lehre und Schriften

Was ist von Aristoteles überliefert?

Bei den überlieferten Schriften des Aristoteles - dem Corpus Aristotelicum - handelt es sich nicht um die von ihm selbst veröffentlichten so genannten exoterischen Schriften, die vielmehr bis auf (z.T. umfangreiche) Zitate bei späteren Schriftstellern verloren sind. Vollständig erhalten sind hingegen die seit dem 19. Jhd. so genannten esoterischen Schriften oder Pragmatien, die als Notizen, Vorlesungsskripte oder Materialsammlungen zunächst nur zum internen Gebrauch bestimmt waren und erst im ersten Jahrhundert v.Chr. durch die Ausgabe des Andronikos von Rhodos (s.u.) einem breiteren Publikum zugänglich gemacht wurden. Diese Schriften sind daher in Stil und Aufbau oft schwer zugänglich. Von den von Aristoteles' zu Lebzeiten veröffentlichten Werken (den exoterischen Schriften), die z.T. als Dialoge im Stil Platons verfasst waren, ist sehr wenig überliefert. Ein Bild dieser Schriften liefert am ehesten noch der Protreptikos, eine auf Öffentlichkeitswirkung angelegte Werbeschrift für die Philosophie.

Aristoteles' Einteilung von Wissensgebieten

Aristoteles befasste sich mit zahlreichen Wissensgebieten, die allerdings in den meisten Fällen nicht deckungsgleich mit den heutigen Gebieten gleichen Namens sind. Beispielsweise ist Ethik für Aristoteles nicht in erster Linie eine Theorie der Moral und in vielen Punkten auch nicht getrennt von der Politik, die er beide auch unter dem Begriff der politischen Wissenschaften häufig gemeinsam nennt. Am wichtigsten ist die Unterscheidung in drei große Arten von Bereichen des Wissen: den theoretischen, praktischen und poietischen (hervorbringenden).
- (1) Die theoretische Wissenschaft betrachtet das, was unabhängig vom Menschen ist und keinen äußeren Zweck außer der Erkenntnis selbst besitzt. In sie fällt vor allem die Physik und die Metaphysik.
- (2) Die praktische Wissenschaft thematisiert das, was im Bereich der menschlichen Handlungen liegt, was aber nichts außer der Handlung selbst hervorbringt. Hierein fällt vor allem Aristoteles' Ethik und die Politik.
- (3) Die poietische Wissenschaft untersucht das, was im Bereich der menschlichen Tätigkeiten liegt und hierbei ein Objekt hervorbringt. Die Schrift Poetik des Corpus Aristotelicum thematisiert dabei (fast) ausschließlich die Dichtung.
- Ein weiterer wichtiger Teil der überlieferten aristotelischen Schriften sind gewissermaßen Metawissenschaften, die neben dieser Dreiereinteilung der Wissenschaften liegen und vor allem die Logik betreffen.

Zentrale methodologische Elemente der Philosophie Aristoteles'

Im Gegensatz zu Platon - der Philosophie als eine alle Bereiche menschlichen Wissens umfassende Einheitswissenschaft auffasst - geht Aristoteles von einem Konzept von Einzelwissenschaften als eigenständigen Disziplinen aus. Hierbei stützt er sich auch auf empirische Forschung (im weitesten Sinne) und setzt sich in der Ausarbeitung seiner Theorien mit dem gesunden Menschenverstand sowie mit den Lehren seiner Vorgänger und der Meinung der Allgemeinheit (Doxographie) auseinander. Die "Erste Philosophie", d.h. die Metaphysik ist als Grundlagenwissenschaft vom Seienden als Seienden den anderen Wissenschaften jedoch vorgeordnet.

Die Substanzlehre als zentrales Element der Philosophie Aristoteles'

Grundlegend für Aristoteles' Philosophie insgesamt ist die Frage: Worin besteht die Grundlage allen Seins? Hierbei ist der Begriff der ousía (griechisch ουσία) zentral, der in der späteren Tradition mit Substanz übersetzt wurde. Was ist nun die ousía einer Sache? Ousia ist, was diese Sache ihrem Sein nach ist, unabhängig von kurzfristig zukommenden und zufälligen Eigenschaften. Die ousía ist dabei dasjenige, was selbst unabhängig von diesen Eigenschaften ist und wovon diese abhängig sind. Grammatisch oder kategorial ausgedrückt, heißt dies, dass die Substanz dasjenige ist, dem die Eigenschaften zugeschrieben werden oder wovon überhaupt etwas ausgesagt wird; das, was von den Substanzen ausgesagt wird, sind deren Prädikate. Aristoteles' Antwort auf die Frage, was denn nun das bleibende Wesentliche sei, ist schließlich, dass die ousía eine bestimmende Form - das eidos - ist, die Ursache allen Seins ist. So ist z.B. das eidos von Sokrates das, was seine Menschengestalt, sein Menschsein bestimmt; der Grundidee nach kann dieser Hylemorphismus - die Lehre, dass ein Gegenstand aus zu bestimmender Materie (hylê) und bestimmender Form (morphê ist ein anderer Ausdruck für eidos) besteht und die Form das organisierende Prinzip der Materie ist - als allgemeiner Vorläufer der Theorie des genetischen Codes verstanden werden. Die Theorie der ousía arbeitet Aristoteles in der sog. ersten Philosophie aus, in einigen unter dem Titel Metaphysik überlieferten Abhandlungen. Sie spielt allerdings auch in vielen anderen Bereichen seines Denkens eine ausgezeichnete Rolle, u.a. in De Anima, der Untersuchung dessen, was spezifisch und determinierend für alles Lebendige ist.

Nachwirkung der Philosophie des Aristoteles

Rezeption in der Antike

Im Peripatos wurde nach dem Tod des Aristoteles zunehmend spezielle Forschung im Bereich der Einzelwissenschaften betrieben. Wie sehr Aristoteles' Schriften hier rezipiert wurden, ist unklar. Klar ist, dass eine Ausgabe dieser Schriften erst Jahrhunderte nach seinem Tod von Andronikos von Rhodos angefertigt wurde. In der Spätantike war Aristoteles nicht ohne Einfluss (siehe Themistios oder den großen Aristoteleskommentar des Simplikios), dennoch ist wenigstens bis ins 5. Jh. eine Präferenz des Neuplatonismus festzustellen, die auch in Byzanz weiter wirkte. [http://12koerbe.de/pan/met12-2.htm Aristoteles' Lehre von der noesis noeseos (dem sich selbst durchdenkenden Denken) und vom unbewegten Bewegenden] wurde dabei in das Prinzip des platonischen [http://12koerbe.de/pan/platon6.htm agathon (d.h. des Guten bzw. Vollkommenen)] so integriert, dass die aristotelische Formursache (to eidos) und die [http://12koerbe.de/pan/met12-2.htm "Seinsheiten" (ousiai, Wesen, Substanzen)] mit den [http://12koerbe.de/pan/platon6.htm vom agathon wie von einer Sonne ausstrahlenden Ideen (s. Sonnengleichnis)] gleichgesetzt werden konnten. Erst im 11. Jh. kam es zu einer Renaissance der aristotelischen Philosophie (Kommentierung mehrerer Schriften des Organon durch Johannes Italos).

Rezeption im Mittelalter

Im islamischen Raum waren die Werke Aristoteles' in Übersetzung größten Teils bekannt (ab 10. Jh.), wobei mehrere bedeutende Kommentare entstanden (siehe Averroes, Avicenna). Im lateinischen Mittelalter war zunächst bis in 12. Jh. von den Schriften des Aristoteles nur eine Auswahl der logischen Schriften verbreitet. Zudem war Aristoteles in einigen Punkten für die christliche Lehre ein unbequemer Denker, so dass seine Schriften in einigen Universitäten verboten waren. Mit Albertus Magnus und Thomas von Aquin setzte dann eine Aristotelesrenaissance ein. Seit der Mitte des 13. Jhs. war aristotelische Philosophie Pflichtprogramm an den Universitäten. Infolgedessen galt in Form des Thomismus Aristoteles bis über das 15. Jh. hinaus (Ende des Mittelalters) als unumstrittene Autorität. In dieser Tradition wurde Aristoteles oft nur Der Philosoph genannt.

Rezeption in der Neuzeit

Im 19. Jh. gab es in der Nachfolge der deutschen Klassik eine starke Rezeption der antiken Klassiker. Für Hegel war Aristoteles eine der wichtigsten Anregungen. Immanuel Bekker edierte in den 1830er-Jahren die erste moderne, textkritische Gesamtausgabe der aristotelischen Schriften. Zu dieser Zeit begann man, Aristoteles als Denker in seinem eigenen historischen Kontext und unabhängig von der scholastischen Tradition zu interpretieren. Anfang des 20. Jhs. befreite Werner Jaeger Aristoteles endgültig von den scholastisch geprägten Konnotationen. Für viele andere Philosophen waren und sind Aristoteles' Schriften bis heute eine wichtige Quelle zum eigenen systematischen Philosophieren. Zudem hat die Aristoteles-Forschung seit Anfang des 20. Jhs. große Fortschritte gemacht. Für den Neuthomismus, den philosophischen Unterbau der heutigen Lehre der katholischen Kirche, ist die Philosophie Aristoteles' der wichtigste Bezugspunkt. Als Pseudo-Aristoteles werden unbekannte Verfasser bezeichnet, deren Schriften zunächst Aristoteles selbst zugeordnet wurden, dessen Urheberschaft heute aber zweifelhaft ist.

Werke (Auswahl)


- Organon (nacharistotelische Zusammenstellung), bestehend aus:
  - Kategorien
  - De Interpretatione
  - Analytica Priora
  - Analytica Posteriora
  - Topik
  - Sophistische Widerlegungen
- Physik
- De Caelo
- De Anima
- Metaphysik
- Nikomachische Ethik
- Eudemische Ethik
- Politik
- Der Staat der Athener
- Rhetorik
- Poetik – Als Webausgabe frei zugänglich bei [http://www.digbib.org/Aristoteles_384vChr/De_Poetik DigBib.Org]
- Protreptikos

Literatur

Primärtexte


- Übersetzungen:
  - Grumach, Ernst (Begr.), Flashar, Hellmut (Hrsg.): Aristoteles. Werke in deutscher Übersetzung, 19 Bde., Akademie Verlag, Berlin 1965 ff. (Mit in der Regel sehr guten Kommentarteilen)
  - Barnes, Jonathan (Hrsg.): The Complete Works of Aristotle, 2 Bde., Princeton 1995 (Sammlung der maßgeblichen englischen Übersetzungen)
  - Rapp, Christof/ Wagner, Tim: Aristoteles, Topik. Übersetzung, Einleitung und Kommentar, Stuttgart 2004 (Reclam)
- Griechische Textausgaben:
  - div. Hgg. in der Reihe: Oxford Classical Texts (OCT) bei Oxford University Press ediert.
  - div. Hgg. und Übersetzer in der Reihe: Loeb Classical Texts (LCT) bei Harvard University Press ediert (Griechischer Text mit englischer Übersetzung)

Sekundärliteratur (hervorgehobenes besonders für Einsteiger)


- Einführungen:
  - Buchheim, Thomas: Aristoteles, Freiburg i.Br. 1996
  - Code, Alan D.: Aristotle, OUP 2005 (Einführung des vermutlich besten Kenners der aristotelischen Metaphysik)
  - Detel, Wolfgang: Aristoteles, Leipzig 2005. (Problemorientierte Einführung)
  - Höffe, Otfried: Aristoteles, Beck´sche Reihe Denker, 2. überarbeitete Aufl., München 1999. (Hervorragende Einführung, welche die praktische Philosophie des Aristoteles und die Rezeptionsgeschichte näher beleuchtet.)
  - Rapp, Christof: Aristoteles zur Einführung, Hamburg 2004 ISBN 3885063980. (die beste deutschsprachige Einführung zu Aristoteles mit sehr guter thematisch gegliederter Bibliografie für Einsteiger)
  - Ross, W.D.: Aristotle, Routledge 2004 (Einführung/Darstellung aus der Feder des wichtigsten Aristoteles-Forscher des 20.Jh.)
- thematische Kompendien:
  - Barnes, Jonathan (Hg.): The Cambridge Companion to Aristotle CUP 1995 (Sehr gute Einführung zu Aristoteles mit thematisch geordneten Beiträgen einiger der namhaftesten Aristotelesforscher und einer aktuellen, thematisch gegliederten 80 Seiten-Bibliografie.)
  - Buchheim, Thomas/Flashar, Hellmut (Hgg.): Kann man heute noch etwas anfangen mit Aristoteles, Hamburg 2003 (Beiträge namhafter Aristotelesforscher in Hinblick auf Aristoteles und moderne Philosophie)
- Philosophiegeschichte & Doxographie:
  - Flashar, Hellmut (Hg.): Grundriss der Geschichte der Philosophie. Die Philosophie der Antike Band 3: Ältere Akademie. Aristoteles. Peripatos 2., durchgesehene und erweiterte Auflage, von Hellmut Flashar, Hans Krämer, †Fritz Wehrli, Georg Wöhrle, Basel 2004. (Die ausführlichste philosophiegeschichtliche Darstellung der Philosophie des Aristoteles und seiner Wirkungsgeschichte.)
- Lexika:
  - Höffe, Otfried (Hg.): Aristoteles-Lexikon, Stuttgart 2005 ISBN 3520459019
  - Horn, Christoph / Rapp, Christof (Hgg.): Wörterbuch der antiken Philosophie, München 2002 (mit zahlreichen Einträgen zu für Aristoteles zentralen Termini) ISBN 3406476236
- Aufsatzsammlungen:
  - Rapp, Christof (Hg.): Aristoteles. Metaphysik. Die Substanzbücher (Ζ, E, Θ), Berlin 1996. (Artikel zu den wichtigsten Textabschnitten zu der aristotelischen Substanzlehre)
  - Code, Alan D.: Collected Papers on Aristotle's Metaphysics, Princeton UP 2005
- Weitere Monographien:
  - Jaeger, Werner: Aristoteles, Berlin 1923 (wichtig innerhalb der Forschungsgeschichte, aber als Einführung ungeeignet)
  - Patzig, Günther: Die aristotelische Syllogistik. Logisch-philologische Untersuchung über das Buch A der "Ersten Analytik", 3. Aufl., Göttingen 1969.
  - Richard Sorabji (Hg.): Aristotle Transformed. The Ancient Commentators and Their Influence, Ithaca/New York 1990.

Kunst

Aristoteles in der Kunst bild:Aristotelesrp.jpg|Aristoteles Image:Aristotelesarp.jpg|Ausschnittsvergrößerung aus einem Wandgemälde Image:Aristotle by Raphael.jpg|Aristoteles, seine Ethik haltend. Detail aus dem Fresko Schule von Athen von Raphael im Vatikan.

Siehe auch


- Subjekt
- zentrale Termini wichtiger Philosophen und Epochen
- Akt-Potenz
- Alexander von Aphrodisias
- Apophansis
- Liste der Philosophen
- Philosophie der Antike
- Portal:Philosophie
- Portal:Antike
- Aristotelische Naturphilosophie
- Gesellschaft für antike Philosophie
- Contra principia negantem disputari non potest, Sprichwort, das auf Aristoteles zurückgehen soll

Weblinks


-
- [http://plato.stanford.edu/contents.html#a Einträge] in der Stanford Encyclopedia of Philosophy
- [http://www.philo.de/Philosophie-Seiten/personen/aristoteles.shtml Aristoteles als Philosoph]
- [http://gutenberg.spiegel.de/autoren/aristote.htm Texte bei Projekt Gutenberg]
- [http://www.litlinks.it/ax/aristoteles.htm Texte und Sekundäres] bei litlinks.it
- [http://www.perseus.tufts.edu/cgi-bin/vor?lookup=aristotle;collection=Perseus%3Acollection%3AGreco-Roman;group=fieldcat;target=en%2C0;alts=1;extern=1;doctype=Text;detail=Creator#Creator Texte (griechisch/englisch)] im Perseus Project
- [http://classics.mit.edu/Browse/browse-Aristotle.html Texte von Aristoteles (englisch)] Kategorie:Mann Kategorie:Grieche Kategorie:Philosoph (Antike) Kategorie:Moralphilosoph Erkenntnistheoretiker Kategorie:Physiker Kategorie:Logiker Kategorie:Universalgelehrter Kategorie:Griechische Philosophie Kategorie:Geschichte der Naturwissenschaft Kategorie:4. Jahrhundert v. Chr. ja:アリストテレス ko:아리스토텔레스 ms:Aristotle simple:Aristotle th:อริสโตเติล

Scholastik

Die Scholastik (vom lateinischen: schola = Schule) ist eine philosophische Richtung, die gegen Ende des 11. Jahrhunderts entstand. Sie löste langsam aber sicher die spirituell-mystizistisch geprägten Intellektuellen des frühen Mittelalters ab (s. Patristik), die stets eine Einheit der Seele mit dem Göttlichen herstellen wollten und glaubten, dieses Streben sei der einzige Sinn des menschlichen Geistes. Die Entwicklung der Scholastik lässt sich in drei Abschnitte aufteilen: Frühscholastik (9.-12. Jahrhundert), Hochscholastik (12.-13. Jahrhundert) und Spätscholastik (14.-15. Jahrhundert). Großen Einfluss, vor allem auf die Frühscholastik, hatten auch die arabische und die jüdische Philosophie. Die Scholastik war sehr rational geprägt (vgl. teilweise auch den Rationalismus): Sie stellte die menschliche Vernunft in den Vordergrund, und sprach dem menschlichen Geist eine Sinnhaftigkeit zu, die auch zu anderen Zwecken als der inneren Kontemplation eingesetzt werden müsse. Gemeinsam war allen Scholastikern zum einen die Betonung des menschlichen Verstandes, und zum anderen der unbedingte Glaube an die christliche Offenbarung als unanzweifelbare Wahrheit. Das Projekt der Scholastik war, dem Verstand und dem Glauben eine gleichberechtigte Existenz zu verschaffen. Die Scholastik erreichte ihren Höhepunkt mit Thomas von Aquin und Wilhelm von Ockham von Mitte des 13. bis Mitte des 14. Jahrhunderts. Sie verebbte in den aufkommenden Tendenzen des Humanismus und des Neuplatonismus (die durch die Florentiner Platonische Akademie wiederentdeckt wurde) zu Beginn der Neuzeit am Ende des 15. Jahrhunderts zusammen mit der Bildungshoheit des Klerus. Dennoch war die Scholastik keine einheitliche Strömung, denn die Ansätze der einzelnen Vertreter waren sehr unterschiedlich. Sie manifestierten sich im Universalienstreit. Die Hochscholastik, insbesondere unter Thomas von Aquin, verschmolz die christlichen Glaubensgrundlagen mit der Logik und den ontologischen Anschauungen des wiederentdeckten Aristoteles und dem ptolemäischen Weltbild aufs Engste: Durch den Verstand sollte der Mensch in die Lage kommen, die Existenz Gottes und ggf. Grundzüge seines Wesens zu erkennen (vgl. Gottesbeweis). Eine spätscholastische Richtung, die insbesondere von Wilhelm von Ockham geprägt wurde, vertrat genau gegenteilige Ansichten und trennte Wissenschaft und Glaube durch eine unüberbrückbare Linie: der Verstand könne nur Erkenntnis von der empirisch erfahrbaren Welt liefern, jedoch nie jene Bereiche betreten, in denen Gott absolute Freiheit genießt. Erkenntnisse über Gott könne also nur der Glaube, nicht der Verstand liefern. Zu den wesentlichen Zügen der Scholastik gehört der Exemplarismus.

Kernpunkte und wesentliche Vertreter

Das um 1140 geschaffene Decretum Gratiani, das von dem Mönch Gratian nach Scholastischer Systematik zusammengefasste kanonische Recht, war unhistorisch und unsystematisch. Die Scholastik sprach zunächst einmal dem menschlichen Verstand eine zentrale Rolle beim Verständnis des christlichen Glaubens zu. Der Verstand sollte nicht länger nur dem Glauben untergeordnet sein, sondern er sollte dazu dienen, den Glauben zu erforschen und neue gültige Wahrheiten über den Glauben zu finden. Anselm von Canterbury und Hugo von Sankt Viktor gehörten zu den ersten, die diese radikale These aufstellten. Die Scholastiker vollzogen im Grunde den Schritt von Platon zu Aristoteles erneut: Nicht mehr die Weltverneinung, sondern das Annehmen der Welt und logische Begründung treten in den Vordergrund. Im 13. Jahrhundert unterscheidet Albertus Magnus zwischen Wissen, das wissenschaftlich erworben (empirisch begründet und logisch abgeleitet) wird, und solchem, das theologisch abgeleitet wird. Sein Schüler, Thomas von Aquin, hatte sich dann vorwiegend mit der Kritik der konservativen Theologen auseinanderzusetzen, die das Aufdecken und Ableiten von Naturgesetzen als eine Einschränkung der Allmächtigkeit Gottes betrachteten. Thomas argumentierte dagegen, dass Gott den Menschen mit seinem Verstand und seiner Autonomie geschaffen habe. Diese Gaben hätten ihren Ursprung in der Natur Gottes, so könne ihre tägige Anwendung den Menschen nur näher zu Gott bringen, aber nicht von ihm entfernen. Im Gegenteil: Ein Verzicht auf den Einsatz seiner Fähigkeiten, hieße, dass der Mensch die Erwartungen, die Gott in ihn gelegt hat, indem er ihm diese Fähigkeiten gab, nicht erfüllen würde.

Arabische und Jüdische Einflüsse

Nach dem Ende der Antike hatten vor allem die Araber die griechische Philosophie bewahrt und weiterentwickelt. Im Zuge der Reconquista und der Kreuzzüge gelangten die Werke arabischer und jüdischer Philosophen in lateinischer Übersetzung nach Europa und hatten dort z. T. erheblichem Einfluss. Genannt seien hier vor allem:
- Farabi (Al-Farabi)
- Avicenna (Ibn Sina)
- Al-Ghazali
- Averroes (Ibn Ruschd)
- Avicebron (Ibn Gabirol)
- Maimonides (Mose Ben Maimon) Da in Europa lange Zeit nur die lateinischen Übersetzungen bekannt waren, wurden manche dieser Philosophen (z. B. Avicenna) bis ins 20. Jahrhundert hinein für Scholastiker gehalten.

Wichtige Scholastiker


- Thomas von Aquin
- Wilhelm von Ockham
- Anselm von Canterbury
- Hugo von Sankt Viktor
- Albertus Magnus
- Petrus Abaelardus
- Erasmus von Rotterdam
- Dominico de Soto

Siehe auch


- Scholastische Methode, Neuscholastik, Essentia
- Thomismus, Neuthomismus, Natürliche Theologie
- Via antiqua, via moderna
- Philosophie des Mittelalters
- Frühscholastik, Hochscholastik, Spätscholastik
- Logica vetus, Logica moderna, Logica nova
- Hans Altvater

Literatur


- Martin Grabmann: Mittelalterliches Geistesleben. Abhandlungen zur Geschichte der Scholastik und Mystik, München: Hueber, 1956
- Anna Maria Hennen: Die Gestalt der Lebewesen, Versuch einer Erklärung im Sinne der aristotelisch-scholastischen Philosophie, Würzburg 2000, ISBN 3-8260-1800-1
- Josef Pieper: Scholastik. Gestalten und Probleme der mittelalterlichen Philosophie, München: Kösel, 1991, ISBN 3-466-40130-5
- Josef de Vries: Grundbegriffe der Scholastik, Darmstadt 1993, ISBN 3-534-05985-9
- Kantische und scholastische Einschätzung der natürlichen Gotteserkenntnis, I. Band, 5. Heft in: Philosophie und Grenzwissenschaften Schriftenreihe hrsg. vom Innsbrucker Institut für scholastische Philosophie, Innsbruck 1925 Kategorie:Philosophie des Mittelalters ! Kategorie:Mittelalter Kategorie:Christentumsgeschichte (Mittelalter) ja:スコラ学 ko:스콜라 철학

1590

Ereignisse

Politik und Weltgeschehen


- Galileo Galilei findet experimentell die Konstanz der Erdbeschleunigung: „Alle Körper fallen gleich schnell“
- Erstes doppellinsiges Teleskop aus Holland
- Amtsantritt von Naresuan als König von Ayutthaya
- 15. September: Giovanni Battista Castagna wird Papst Urban VII.
- 5. Dezember: Niccolo Sfondrati wird Papst Gregor XIV.

Geboren


- Songtham, König von Ayutthaya († 1628)
- 9. Januar: Simon Vouet, französischer Maler des Barock († 1649)
- 26. Februar: Johann Wilhelm Lauremberg, niederdeutscher Schriftsteller († 1658)
- 12. Mai: Cosimo II., Großherzog von Toskana († 1621)
- 13. Juli: Clemens X. (Papst), unter dem Namen Clemens X. Papst von 1670 bis 1676 († 1676)
- 14. August: Johann Jacob von Königsegg-Rothenfels, Domherr in Köln († 1664)

Gestorben


- 14. Februar: Gioseffo Zarlino, italienischer Musiktheoretiker und Komponist (
- 1517)
- 6. April: Francis Walsingham, begründete den britischen Geheimdienst und vereitelte mehrere Attentate auf Elisabeth I. von England (
- 1532)
- 9. Mai: Charles II. de Bourbon, war Kardinal, Erzbischof von Rouen und päpstlicher Legat von Avignon (
- 1523)
- 10. Juli: Karl II. (Innerösterreich), war Erzherzog von Innerösterreich aus dem Haus Habsburg ab 1564 (
- 1540)
- 17. August: Jakob III. (Baden), Tod nach Giftmordanschlag mit Arsenik (
- 1562)
- 27. August: Sixtus V. (Papst), unter dem Namen Sixtus V. Papst von 1585 bis 1590 (
- 1521)
- 27. September: Urban VII., Papst vom 15. September 1590 bis zum 27. September 1590 (
- 1521)
- 23. Oktober: Bernardino de Sahagún, spanischer Missionar und Ethnologe (
- 1499)
- 29. November: Philipp Nicodemus Frischlin, deutscher Humanist und Dramatiker (
- 1547)
- Tabernaemontanus, deutscher Mediziner und Botaniker (
- 1522) ko:1590년

Fallbeschleunigung

Die Schwerebeschleunigung (Erdbeschleunigung, Fallbeschleunigung) gibt an, wie schnell Gegenstände auf der Erde fallen. An der Erdoberfläche beträgt ihr Mittelwert g = 9,81 m/s², variiert aber wegen Zentrifugalkraft, Erdabplattung und Höhenprofil regional um einige Promille. Die Norm-Fallbeschleunigung ist definiert als 9,80665 m/s². Allgemein hängt die Schwerebeschleunigung von der Masse des Himmelskörpers ab. Die Formel v(t) = g · t gibt an, welche Fallgeschwindigkeit v ein Gegenstand im Vakuum nach der Fallzeit t erreicht. Sie erhöht sich theoretisch in jeder Sekunde um den Wert g. Ausserhalb des Vakuums verringert der Luftwiderstand je nach Körperform die Beschleunigung und führt zu einer maximalen Fallgeschwindigkeit (siehe auch Wurfparabel).

Probleme der Terminologie

Die Bezeichnungen Schwerebeschleunigung, Oberflächen- bzw. Fallbeschleunigung, Erdschwerebeschleunigung und neuerdings auch Ortsfaktor werden meist synonym eingesetzt. Gegen die im Internet meistverwendete "Erdbeschleunigung" wird eingewendet, dass sie auch jene Beschleunigung bedeuten kann, der die Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne unterliegt. Missverständlich ist auch Erdanziehung und insbesondere Erdschwere. Unter ersterer versteht man meist eine Kraft (die sog. Schwerkraft), während "Erdschwere" zu schwammig ist. Generell sollte die Terminologie beachten, ob es sich um eine Kraft (F = m·g) oder um eine Beschleunigung (g) handelt, wobei die Masse m den Unterschied ausmacht.

Herleitung

Die Schwerebeschleunigung bestimmt die Kraft F, mit der ein Körper m von einem Himmelskörper angezogen wird: : F = m \cdot g Das Gleichsetzen der Trägheitskraft F mit der Newtonschen Gravitationskraft liefert die Erdbeschleunigung g: : g(r) = \frac Für die Werte der Erde:
- Erdmasse: M=5972 \cdot 10^\,\mathrm
- Erdradius: r=6371\,\mathrm (kugelförmig, ruhend) und mit der
- Gravitationskonstante: G=6674 \cdot 10^\, ergibt sich g = 9,82 m/s². Eine andere Methode beruht auf der Messung der Schwingungsdauer T eines Fadenpendels mit Fadenlänge L: :g = \frac Das sog. Sekundenpendel hat eine Länge von etwa 1m, doch ist eine solche Pendeluhr auf die geografische Breite zu eichen.

Einheiten

Die SI-Einheit der Schwerebeschleunigung ist m/s². Der Millionste Teil davon ist 1 ­µm/s², was etwa der durchschnittlichen Messgenauigkeit entspricht. Im alten CGS-Sytem heißt die Einheit Gal (nach Galileo Galilei oder γ, das in der Gravimetrie und Angewandten Geophysik oft in 1000 Milligal unterteilt wird: :1 Gal = 1γ = 1 cm/s² = 0,01 m/s² :1 mGal = 10-5 m/s² = 10 ­µm/s² (siehe unten). Geophysiker verwenden γ aber meist als Formelzeichen für die theoretische Schwere (unten als gN bezeichnet). Manchmal dient die Erdbeschleunigung g auch selbst als Einheit. Im Mittel der Erde gilt dann genähert : 1 g = 9,81 m/s² = 981 Gal = 981 000 mGal.

Ortsabhängigkeit der Erdbeschleunigung

Da die Erde keine Kugel, sondern annähernd ein Ellipsoid ist und zudem rotiert, hängt die Erdbeschleunigung von der geografischen Breite und zusätzlich von der Höhe über dem Meeresspiegel ab. Die Norm-Erdbeschleunigung ist definiert als die mittlere Erdbeschleunigung gN mit dem Wert:
- 9,80665 m/s² auf dem 45.Breitengrad in Meereshöhe.
- 9,780 m/s² am Äquator.
- 9,832 m/s² an den Polen. Pro Meter Höhe (h) nimmt g um rund 3 µm/s² ab, solange h klein gegen den Erdradius und das Gelände eben ist. Der theoretische Gradient einer völig glatten Erde wäre 3,086 µm/s². Weitere Abweichungen sind auf die Strukturen unterschiedlicher Dichte im Untergrund zurückzuführen. Aus der genauen Vermessung der Erdbeschleunigung kann man deshalb Rückschlüsse auf Strukturen in der Erdkruste sowie deren Veränderungen ziehen. Eine Formel für die Abhängigkeit vom Breitengrad φ ist die Schwereformel für das Geodätische Referenzsystem 1980 (GRS 80) in Meereshöhe: : g(\phi) =g_\mathrm\frac , wobei : g_\mathrm=97803267715\,\mathrm. die Schwerebeschleunigung am Äquator in Meereshöhe ist. Eine sehr gute (empfohlene) Schwereformel für die Abhängigkeit vom Breitengrad φ ist gegeben durch: : g(\phi)=g_\mathrm(1+c_1\sin^2\phi+c_2\sin^4\phi+c_3\sin^6\phi+c_4\sin^8\phi) , mit c1 = 0,005 279 0414 c2 = 0,000 023 2718 c3 = 0,000 000 1262 c4 = 0,000 000 0007. Diese Näherung ist auf etwa ±10 nm/s² genau. Eine oft erwähnte einfachere Formel mit etwa ±10 µm/s² Genauigkeit ist : g(\phi) =9780327\,\mathrm\,(1+0005\,3024\sin^2\phi+0000\,005\,8\sin^2(2\phi)) . Eine Korrektur für die Höhenabhängigkeit lautet: : g(\phi,h) =g(\phi)\cdot\left(1-k_1\left(1-k_2\sin^2\right) +k_3\left(\right)^2\right) mit : k_1=315704\cdot10^\,;\quad k_2=000666031\,;\quad k_3=737452\cdot10^ Diese Korrektur ist für fliegerische Höhen recht genau; für den Weltraum (über ca. 100 Kilometer) divergiert sie jedoch. Eine einfache Näherungsformel in Abhängigkeit der geografischen Breite φ und Höhe h lautet: :g = 9780327 \, (1 + 00053024 \, (\sin\varphi) ^ 2) \frac - 000000308 \, h \frac In Deutschland ist die ortsabhängige Erdbeschleunigung im Deutschen Hauptschwerenetz 1996 (DHSN96) festgehalten. Es ist neben dem Gauß-Krüger-Koordinatensystem für den Ort und dem deutschen Haupthöhennetz für die Höhe die dritte Größe zur eindeutigen Festlegung eines geodätischen Bezugssystems. Das deutsche Schwerenetz stützt sich auf ca. 16.000 Meßpunkte, den Schwerefestpunkten (SFP) [http://www.lverma-mv.de/raum_festpunktfelder.htm].

Meßgenauigkeit

Ein modernes Gravimeter vermag die Erdbeschleunigung mit einer Genauigkeit von 0,01 µm/s² (0,001 mGal) zu vermessen. Man könnte damit eine Höhenverschiebung von weniger als einem Zentimeter registrieren. Schwankungen des Luftdrucks verursachen Änderungen in der gleichen Größenordnung. Wenn man aber Schweremessungen zur Rohstoff-Suche oder zur Bestimmung des Geoids verwendet, kann man sich mit 0,1 mGal begnügen. Denn die Unregelmäßigkeiten des Geländes können 30 mGal ausmachen und lassen sich wegen unsicherer Gesteinsdichte kaum genauer als auf 0,5 mGal oder 5 µm/s² berechnen. Bei Differenzmessungen (etwa zur Bestimmung unterirdischer Hohlräume) ist hingegen die 10-fache Messgenauigkeit sinnvoll. Der Einfluss der Gezeitenkräfte liegt bei 0,005 µm/s², am Meer mit großen bewegten Wassermassen bei 0,1 µm/s². Veränderungen des Grundwasserspiegels können die Meßwerte um 0,2 µm/s² beeinflussen. Aus der Beobachtung von Satellitenbahnen lassen sich Schwankungen des Erdschwerefeldes in der Größenordnung von 200 µm/s² erkennen; die modernste Gradiometrie kann auch noch wesentlich kleinere Bahnstörungen erfassen (siehe GRACE und GOCE).

Höhenabhängigkeit der Erdbeschleunigung

GOCE In Bodennähe nimmt g um etwa 3,1 µm/s² pro Meter ab. Für größere Höhen wird die Abnahme von g(r) mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz abgeschätzt (siehe Diagramm). In niedrigen Satellitenhöhen von 300-400 km nimmt die Erdbeschleunigung um 10-15% ab, in 5000 km (Lasersatellit Lageos) ca. 70%. In großen Höhen wird sie keinesfalls Null, sonst würden hochfliegende Satelliten geradlinig davonfliegen. Ihre Besonderheit ist der fortgesetzte freie Fall, der ohne Luftwiderstand nie auf die Erdoberfläche aufschlägt, weil er einer Keplerellipse folgt.

Schwerebeschleunigung anderer Himmelskörper

Die Tabelle vergleicht die Schwerebeschleunigung der Erde mit den Himmelskörpern unseres Planetensystems in Einheiten von g: Zum Vergleich: Kurzzeitig überlebt ein Mensch 15 g, einige Minuten lang etwa 6 g, siehe G-Kraft.

Sprachgebrauch

Unter Erdschwerebeschleunigung oder allgemein Schwerebeschleunigung versteht man die Beschleunigung, die ein Gravimeter auf der Oberfläche eines Himmelskörpers misst (Gravimetrie). Die Zentrifugalkraft eines rotierenden Planeten ist in ihr enthalten. Hingegen bezieht sich die Gravitationsbeschleunigung auf die reine Massenanziehung. Im Umgangs-Sprachgebrauch bleiben die Unterschiede oft unberücksichtigt und müssen aus dem Zusammenhang erschlossen werden.

Siehe auch


- Beschleunigung
- Schweregradient
- Schwereanomalie
- Physikalische Konstanten
- Bezugssystem
- Erdgestalt
- Erdmessung

Weblinks

[http://www.bkg.bund.de/ Bundesamt für Kartographie und Geodäsie] Kategorie:Mechanik Kategorie:Physik Kategorie:Geodäsie Kategorie:Astronomie ja:重力加速度

Schiefer Turm von Pisa

Der schiefe Turm von Pisa' (Toskana,