Sonne und Strahlung

Frequenz und Wellenlänge EM Welle Walter Fendt c=f

Schwarzkörperstrahlung Es wird keine Strahlung reflektiert hat ein Stoff eine von Null verschiedene Temperatur, so strahlt er es stellt sich ein thermisches Gleichgewicht ein Strahlung entsprechend der Temperatur des Stoffes Es ergibt sich keine Feste Frequenz, sondern ein Spektrum nach Planck Wenn in eine Kammer nur Strahlung hineinfällt, aber keine austritt, so müsste die Temperatur / Energieinhalt der Kammer zunehmen. D.h. man könnte einen Ort hoher Temperatur einfach erzeugen, indem man eine absorbierende Kiste baut. Lösung: Die Kiste im thermischen Gleichgewicht mit der Umgebung und gibt die Energie mit der Strahlung entsprechend seiner Temperatur wieder ab  Schwarzkörperstrahlung!

Elektromagnetische Spektrum

Elektromagnetische Spektrum Das Plancksche Strahlungsgesetz nach Max Planck

Spektren von Elementen Wasserstoff Kohlenstoff Sauerstoff Neon Eisen

Elektromagnetische Spektrum

Absorption EM von Wasser

Die Energie je Lichtquant Licht kann als Welle ODER als Teilchen betrachtet werden E = hf Das Plancksche Wirkungsquantum h = Die Energie ist gequantelt! Je Photon E=hf  Photoeffekt!  Nobelpreis Einstein

Schätzfragen: Wie groß ist die Sonne? Wie massereich ist die Sonne?

Eigenschaften der Sonne: Sonne als schwarzer Strahler Solarkonstante Mit Verlusten auf Erde ca. - Leuchtkraft - Stefan-Boltzmann-Gesetz - Temperatur

Das Spektrum der Photosphäre der Sonne 400nm 700nm Temperaturverlauf: 7350K – 4852K Spektrum ist nicht ganz „geschlossen“ Rückschlüsse auf die Materie zulässig - Spektroskopie

Aufbau der Sonne: Kern Photosphäre Chromosphäre Korona

Der Kern Eigenschaften: Mittlere Temperatur im Sonneninnern: Wasserstoff fast zu 100% ionisiert Temperatur im Zentrum: Druck im Zentrum >

Woher kommt die Energie? Kernfusion: Überwindung der Coulombabstoßung Hoher Druck und Temperatur bringen erfolg! Trick auf der Erde: Ein Plasma in einem Magnetfeld zu halten und so Temperatur zu erreichen

Entropie (Wärme)Transporte Wärmestrahlung 0-0,84 R Compton Effekt Bremsstahlung Konvektion 0,84-0,98R vgl. Kochtopf Temperaturunterschid aufsteigende Gaspakete 1km/s Wärmeleitung geringer Effekt

Wie viel Fläche benötigt die Menschheit für ihren Energiebedarf?

Abschätzung des Flächenbedarfs Gesamtenergiebedarf der Menschheit Gesamtenergiestrom Erde Es kommt also 25 000(10 000) mal mehr an, als Verbraucht wird Wirkungsgrad Solarzelle 0,1 Flächenbestrahlung  0,25 Reale Strahlung  0,2 FAKTOR 0.005  1/50 der Erdfläche muss bebaut werden!

Bringt das Mondlicht keine Wärme?

Messung der Sonnentemperatur

Bessere Variante!