Sonne und Strahlung. Frequenz und Wellenlänge c=f EM Welle Walter Fendt

Sonne und Strahlung

Frequenz und Wellenlänge

c=fEM WelleWalterFendt

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

Elektromagnetische Spektrum

Elektromagnetische SpektrumDas Plancksche Strahlungsgesetz nach Max Planck

Spektren von ElementenWasserstoff

Kohlenstoff

Sauerstoff

Neon

Eisen

Elektromagnetische Spektrum

Absorption EM von Wasser

Die Energie je Lichtquant

• Licht kann als Welle ODER als Teilchen betrachtet werden

• E = hf

• Das Plancksche Wirkungsquantum h =

• Die Energie ist gequantelt! Je Photon E=hf

Photoeffekt! Nobelpreis Einstein

- 346,6 10 Joule

Schätzfragen:

110E

S

R

R

kmRS6107

53 10S

E

MM

kgM S30102

Wie groß ist die Sonne?

Wie massereich ist die Sonne?

Eigenschaften der Sonne:

- Sonne als schwarzer Strahler

- Solarkonstante

- Leuchtkraft

- Stefan-Boltzmann-Gesetz

- Temperatur

321,36 10

c m T WS

A t m

Mit Verlusten auf Erde ca.

WSrL 262 1082,34

424 effS TRL

KTeff 5770

2310m

W

Das Spektrum der Photosphäre der Sonne

- Temperaturverlauf: 7350K – 4852K

- Spektrum ist nicht ganz „geschlossen“

- Rückschlüsse auf die Materie zulässig - Spektroskopie

400nm 700nm

Aufbau der Sonne:

1) Kern

2) Photosphäre

3) Chromosphäre

4) Korona

Der Kern

- Mittlere Temperatur im Sonneninnern:

- Wasserstoff fast zu 100% ionisiert

- Temperatur im Zentrum:

- Druck im Zentrum >

64,6 10T K

Eigenschaften:

KTZ6106,15

112 10Z

p bar

-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

-

Woher kommt die Energie?

Kernfusion:

2E m c

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

3 9 1210 5 10 5W W

171 10 W

10000 0,005 50

Es kommt also 25 000(10 000) mal mehr an,als Verbraucht wird

Wirkungsgrad Solarzelle 0,1Flächenbestrahlung 0,25Reale Strahlung 0,2

FAKTOR 0.005

1/50 der Erdfläche muss bebaut werden!

Bringt das Mondlicht keine Wärme?

Messung der Sonnentemperatur

Bessere Variante!