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Selbstverständlich kann dies Resultat nicht auf absolute Genauig
keit Anspruch erheben. Man hat Grund zu der Annahme, daß die
Höhe der Atmosphäre wohl noch eine Meile mehr beträgt.
Das Jahresminimum der Dämmerung.
Aufgabe.
Gegeben die geographische Breite cp.
Gesucht der Wert der Deklination Z, für welchen die Däm
merungsdauer t ein Minimum wird.
Auflösung.
Die ausführliche Behandlung dieser in der Geschichte der Astro
nomie («koli. Bernoulli, d’Alembert, Fuss, d’Arrest u. v. A. haben
sich eingehend mit ihr beschäftigt) berühmten Aufgabe liegt außerhalb
der Grenzen dieses Elementarbuchs. Es sei hier nur Folgendes bemerkt.
Am ungezwungensten, wenn auch nicht gerade am einfachsten,
dürfte sich die Lösung im direkten Anschlüsse an die Hauptgleichung
(I) ergeben. Betrachtet man nämlich die Dämmerungsdauer t als
Funktion der Deklination Z, dann folgt durch Disferentierung jener
Gleichung leicht als Bedingung des Minimums:
M. d y -j- {2 sin 8 cos 8 [2 sin 2 cp[l — cos t) + sin 2 1 cos 2 <p]
-j- 2 cos 8 sin 18° sin <p (1 — cos t)}. dZ — o , oder
sin 3 [2sin 2 cp + (1 -f cos t) cos 2 cp] + sin 18° sin 9
M
d x
TS
sin <5 [2 sin 2 <p -(- (1 —|— cost) cos 2 cp] -f- sin 18° sincp — 0
0, d. h.
cost
sin 18° sin 9 + sin 3 (1 + sin 2 9)
sin 3 cos 2 9
(m)
Durch Einführung dieses Werts in die Gleichung (I) erhält
man die Bestimmungsgleichung für 8. Dieselbe wird erfüllt durch
sin 3 — —sin^.tgQ 0 und
sin 8 = — sin cp. tg 81°.
Nach Berechnung von 8 folgt die kürzeste Dämmerungsdauer
selbst aus Gleichung (m). Daß die gefundenen Werte von 8 wirk
lich einem Minimum (nicht einem Maximum) entsprechen, erkennt
man leicht — wofern man nicht zu den zweiten Disferentialquotienten
übergehen will — aus der Natur der Sache und durch Diskussion
der Gleichung (I).