Halbachsen der Ellipse
Als Halbachsen werden die zwei extremalen Radien einer Ellipse bezeichnet, der längste Radius ist hierbei als große Halbachse und der kürzeste Radius als kleine Halbachse definiert. Die zugehörigen Durchmesser werden für den größten Abstand als Hauptachse und den kleinsten Abstand als Nebenachse bezeichnet.
Definition
| S1,S2 | Hauptscheitel | S3,S4 | Nebenscheitel |
| <math> \overline{S_1 S_2}</math> | Hauptachse | <math> \overline{S_3 S_4}</math> | Nebenachse |
| a | Große Halbachse | b | Kleine Halbachse |
| F1,F2 | Brennpunkt (Ellipse) | e | lin. Exzentrizität |
| M | Mittelpunkt | p | Parameter (semi-latus rectum) |
- Die große Halbachse ist die Hälfte des größten Durchmessers einer Ellipse, der auch Hauptachse genannt wird.
- Die kleine Halbachse ist die Hälfte des kürzesten Durchmessers, auch Nebenachse genannt, und steht genau im Winkel von 90° zur großen Halbachse.
Der Kreis ist eine spezielle Ellipse, bei der diese beide Halbachsen gleich lang sind, in diesem Fall entsprechen beide Halbachsen jeweils dem Radius des Kreises.
Die Hauptachse (der größte Durchmesser, hier <math> \overline{S_1 S_2}</math>) und die Nebenachse (der kleinste Durchmesser, hier <math> \overline{S_3 S_4}</math>) werden teils auch gemeinsam als die Hauptachsen der Ellipse bezeichnet. Haupt- und Nebenachse sind konjugierte Durchmesser. Diese Beziehung bleibt auch bei „schräger“ Betrachtungsweise der Ellipse erhalten, was zur geometrischen Konstruktion von anderen konjugierten Durchmessern genutzt werden kann.
Astronomie
In der Astronomie ist die große Halbachse einer keplerschen Umlaufbahn eines der sechs sogenannten Bahnelemente und wird oft auch ungenau als „mittlere Entfernung“ angegeben und meistens mit a abgekürzt. Sie charakterisiert – zusammen mit der Exzentrizität – die Form von elliptischen Umlaufbahnen verschiedener Himmelskörper.
Solche Körper sind in erster Linie die Planeten und ihre Monde, künstliche Erdsatelliten, die Asteroiden und tausende Doppelsterne.
Nach dem dritten Gesetz von Kepler ist die Umlaufzeit U einer Ellipsenbahn mit a gekoppelt (<math>U^2/a^3=\mathrm{const}</math>). Die Konstante hängt mit der Masse des Zentralkörpers zusammen – in einem Planetensystem also mit der Masse des Zentralsterns.
Die beiden Hauptscheitel nennt man Apsiden, die Hauptachse ist die Apsidenlinie: Wenn ein Körper im Brennpunkt F1 liegt und ein kleinerer Körper ihn auf einer Ellipse umkreist, so spricht man beim kürzesten Abstand (<math>\overline{S_1 F_1}</math> = a−e) von der Periapsis und beim längsten Abstand (<math> \overline{S_2 F_1}</math> = a+e) von der Apoapsis (Perihel, Aphel bei der Sonne).
In der Periapsis (Perizentrum, gravizentrumsnaher Hauptscheitel) ist die Orbitalgeschwindigkeit maximal, im Apozentrum minimal.
Die tatsächliche mittlere Entfernung ist neben der großen Halbachse auch von der numerischen Exzentrizität <math>\varepsilon=e/a</math> abhängig und beträgt
- <math>a \cdot \left(1 + \frac{\varepsilon^2}{2}\right)</math>
Geodäsie
In der Geodäsie sind die Achsen der sogenannten Fehlerellipsen ein wichtiges Darstellungsmittel der mittleren beziehungsweise maximalen/minimalen Punktfehler. Bei der Ausgleichung von geodätischen Netzen lässt sich die Genauigkeit, mit der die einzelnen Vermessungspunkte des Netzes bestimmt sind, als Fehlerellipse darstellen.<ref>Erwin Groten: Zur Definition des mittleren Punktfehlers. In: Zeitschrift für Vermessungswesen (ZfV), 11/1969, S. 455–457.</ref>
Einzelnachweise
<references />