Hintergrundstrahlung

Präsentation zum Thema: "Hintergrundstrahlung"—  Präsentation transkript:

1 Hintergrundstrahlung
Astronomiefreifach HS 2002/2003 Stefan Leuthold

2 Entdeckung. Alexander Friedmann Georges Lemaître
Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

3 Entdeckung |2 Arno Penzias Robert Wilson (1964/1965)
Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

4 Strahlung. Warum ist Glas durchsichtig?
Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

5 Beschreibung einer Welle.
v   · n  h · n  v A Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

6 Spektrum. Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

7 Analyse des Spektrums. Intensität Ultraviolett, Rönten-, Gammastrahlen
Infrarot Wellenlänge Sichtbares Licht Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

8 Analyse des Spektrums |2.
Intensität Wellenlänge Absorbierte Wellenlänge Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

9 Schwarzkörperstrahlung.
Definition Schwarzkörperstrahlung := Alle einfallende elektromagnetische Strahlung wird absorbiert. Der schwarze Körper erhält dadurch eine Temperatur, weshalb er selbst wieder strahlt gemäss idealisierten Gesetzen. Gesetz von Stefan-Boltzmann s: Stefan-Boltzmann-Konstante Wien‘sches Verschiebungsgesetz a = 0,00289 m·K E = s T4 l =  Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

10 Schwarzkörperstrahlung |2
Die Lage des Maximums und die Intensität lassen auf die Temperatur schliessen. heisser als Sonne Intensität Sonne Je weiter rechts das Maximum, desto kälter der Stern. kälter als Sonne Wellenlänge Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

11 Schwarzkörperstrahlung |3
Die Form der Kurve lässt auf die Temperatur schliessen. heisser als Sonne (Rigel, Sirius) Intensität Sonne kälter als Sonne (Arktur, Aldebaran) Wellenlänge Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

12 COBE misst Hintergrundstrahlung.
COBE = COsmic Background Explorer. Hintergrundstrahlung mit COBE gemessen (seit 1989). 1. Erste Näherung: Hintergrundstrahlung gleichförmig. Intensitätsniveau 1/1000: Wellenlängenver-schiebung rot <=> blau (Erdbewegung relativ zum Hintergrund) = 1. – 2.: Fluktuationen (Amplitude ≈ 1/1000 %) 2. 3. Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

13 Spektrum mit COBE gemessen.
Die Messpunkte (viereckig) liegen genau auf der Schwarzkörper-Strahlungskurve einer Temperatur von T = 2,73 Kelvin. (Messung von COBE: Ende 1989) Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

14 Schwierigkeiten bei COBE Messung.
Idealisierte Messung der Erde (ohne Rauschen). So sollte es ausschauen, wenn COBE die Erde misst. «Realistische» Messung der Erde mit «Rauschen» (Aufaddieren der Daten über 2 Jahre hinweg). Man sieht Fluktuationen, welche Ozeanen und Kontinenten entsprechen, aber sehr unscharf. Problem: Wie kommt man von diesen Daten auf das Bild links? Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

15 Urknalltheorie. Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.

16 Astronomie ist schön. Astronomiefreifach - Hintergrundstrahlung.