Keplers Mondrätsel
Im 16. Jahrhundert war es in der europäischen Astronomie gängige Praxis, die Größen von Sonne und Mond mithilfe einer Lochkamera zu bestimmen. Doch die Berechnung des Monddurchmessers anhand des konkaven Randsegments der teilweise verdeckten Sonne lieferte rätselhafte Ergebnisse – ein Problem, das ungelöst blieb, solange keine präzise Theorie der Lochkamera existierte, die den Einfluss der Lochblende korrekt berücksichtigte. Auf diese Unstimmigkeiten aufmerksam geworden, führte der junge Johannes Kepler am 10. Juli 1600 in Graz Messungen während einer Sonnenfinsternis durch. Kurz darauf entwickelte er eine umfassende Theorie der Lochkamera, die bis heute gültig ist.
Zur Geschichte des Mondrätsels
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Quick,T. und Grebe-Ellis, J. (2025): Kepler's Moon Puzzle – A Historical Context for Pinhole Imaging, American Journal of Physics
AbstractIn 16th-century European astronomy, determining the sizes of the Sun and Moon using a pinhole camera was common. However, calculating the Moon´s diameter from the concave segment of the partially obscured Sun yielded puzzling results due to a lack of a comprehensive theory of the influence of the aperture on the image. This inconsistency led Tycho Brahe to question prevailing assumptions in celestial mechanics. Recognizing this, Johannes Kepler conducted measurements during a solar eclipse in Graz July 10, 1600, and soon developed a theory of the pinhole camera that remains valid today. In this article, we recount the historical episode leading to Kepler´s theory through original works, complemented by a series of illustrative experiments for classroom use. This historical case study offers a rich context for reflecting on Nature of Science aspects within physics education. (Volltext)
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Quick,T. und Grebe-Ellis, J. (2024): Das Mondrätsel und die Erfindung der modernen Optik, PhyDid B – Didaktik der Physik. Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung 2024 in Greifswald.
Abstract: In der europäischen Astronomie des 16. Jahrhunderts war es üblich, die Größen von Sonne und Mond mithilfe einer Lochkamera zu bestimmen. Die Erschließung des Monddurchmessers aus dem konkaven Randstück der teilverdeckten Sonne führte jedoch zu Werten, die rät-selhaft blieben, solange keine Theorie der Lochkamera existierte, die den Einfluss der Loch-blende korrekt berücksichtigte. Auf diese Unstimmigkeiten aufmerksam geworden führte der junge Johannes Kepler am 10. Juli 1600 Messungen während einer Sonnenfinsternis in Graz durch. Nur wenige Tage später präsentierte er in seinen Aufzeichnungen eine vollständig aus-gearbeitete Theorie der Lochkamera, die bis heute gültig ist. Im folgenden Beitrag zeichnen wir den historischen Weg zur Formulierung dieser Theorie anhand ausgewählter Originalarbeiten von Kepler und Brahe nach und stellen eine Reihe veranschaulichender Experimente vor, die sich auch für den schulischen Einsatz eignen. Die damit präsentierte Episode aus der Geschichte der Optik dient zugleich auch als exemplarische Fallstudie, mit der NOS-Aspekte im Physikunterricht reflektiert werden können. (Volltext)