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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!