Wieso werden Sonnenstrahlen auf dem Weg zur Erde nicht kalt?
Ich hoffe ihr könnt mi weiterhelfen :)
16 Antworten
Ich erklär das mal sehr vereinfacht für ein besseres Verständnis. Die Strahlen der Sonne werden nicht kalt. Sie sind nur, je weiter sie kommen, nicht mehr so stark gebündelt, wie in Sonnen Nähe. Das ist genau so wie bei einer Lampe. Je näher du mit deiner Hand an die Lampe gehst, um so mehr wirst du die Wärme spüren und deine Hand wird stark aufgehellt. Je weiter du von der Lampe weg bist, um so mehr gehen die Strahlen(Photonen in dem Fall)auseinander. Sie sind nicht mehr so gebündelt wie in Lampen Nähe.
So auch mit den Strahlen der Sonne. Die Photonen und andere Strahlungen gehen mit zunehmender Entfernung einfach auseinander. Die Geschwindigkeit bleibt gleich, nur eben weniger gebündelt. Ein kleines Beispiel, würdest du ein Blatt Papier in der Nähe der Sonne hoch halten, würden als Beispiel 1000 Photonen auf das Papier treffen. In Erd Nähe vielleicht noch 100 Photonen und in einer Entfernung von Pluto, nur noch 2-3 Photonen. Das stimmt natürlich nicht. Soll nur zum Verdeutlichen sein. Und Wärme entsteht beim Aufprall der Photonen.
Ein Teil wird dabei reflektiert, ein Teil wird absorbiert und in Wärme umgewandelt. Auf dem Weg im Vakuum ist daher auch gar keine Wärme vorhanden. Nur wenn die Teilchen auf Materie prallen, werden sie in Wärme umgewandelt. Und Teilchen kommen im Vakuum nur selten vor. Daher wird die Energie der Sonne erst beim Aufprall auf die Atmosphäre und dem Boden in Wärme umgewandelt.
Die Fusionsreaktion der Sonne bringt die Materie der Sonne zum Schwingen und thermonukleare Reaktionen entstehen. Bei jedem Schwingungsvorgang und auch nuklearen Vorgängen usw. werden Photonen mit der Energie E = h * f mit h = planck´sches Wirkungsquantum, f = Frequenz emittiert. Dies rührt daher dass u.a. die Schwingungsvorgänge zu Quantensprüngen führen. Diese Quanten (Photonen) entfernen sich dann mit Lichtgeschwindigkeit bis Sie wieder mit Materie in Berührung kommen. Diese Quanten können auch als EM-Feld beschrieben werden welches sich näherungsweise Kugelförmig von der Sonne entfernt. Die Flussdichte nimmt jedoch mit größer werdendem Abstand quadratisch ab. Das ist 1. Der Grund weshalb es recht angenehm auf der Erde ist (verursacht durch den Abstand zur Sonne) und 2. ist ein weiterer Grund dass um die Erde ein -293K kaltes Weltall ist und von der Erde reemittierte Photonen im All verloren gehen. Ausschlaggebend jedoch ist der Sonnenabstand. Ohne die Erdatmosphäre welche eine gute Isolation darstellt wäre die Erde unbewohnbar. Vgl. Umkehrfall: Treibhauseffekt.
Die Temperatur ist eine Stoffeigenschaft. Wärme- und Lichtstrahlen sind elektromagnetische Wellen. Die sind unstofflich und somit auch ohne Temperatur. Die Strahlung kann unterschiedlich intensiv sein, aber nicht "kalt" oder "warm". Die Strahlungsintensität nimmt mit dem Quadrat der Entfernung von der Sonne ab.
Damit lässt sich z.B. verdeutlichen, warum es Unsinn ist, Temperaturangaben "in der Sonne" oder "im Schatten" zu machen. Ein Thermometer heizt sich unter Sonnenbestrahlung auf einen völlig zufälligen Wert auf, der von zahllosen Umständen im Einzelfall abhängig ist. Nur im Schatten nimmt das Thermometer die Temperatur der Umgebungsluft an. Dann lässt sich sagen, die Lufttemperatur in der Region x beträgt so und so viel Grad Celsius.
Unser körperliches Wärmeempfinden ist sowohl von der Lufttemperatur als auch von der Strahlungsintensität einer Wärmestrahlungsquelle (z.B. Heizstrahler oder Sonne) abhängig. Unsere Haut wird genauso wie das Thermometer auch in kalter Luft bei starker Wärmestrahlung aufgeheizt. Zur Messung der Strahlungsintensität taugt aber das Thermometer nicht. Das ist eine völlig andere physikalische Größe.
Sie kühlen extrem ab. An der Sonne ist es viel, viel, viel heißer. ;) Hoffe, ich konnte dir weiter helfen! ?
Die Sonne hat eine Temparatur, aber nicht die Sonnenstrahlen.
Und weil Sonnenstrahlen keine Temparatur haben, können sie auch nicht abkühlen. Sondern ein Körper erwärmt sich, wenn Sonnenstrahlen auf ihn treffen.
Am besten wirst Du es mit einem Vergleich zu einer anderen Art von Energie verstehen, die wir alle kennen, und mit der es hier täglich zu tun haben:
Die Lageenergie. Und die beschreibt folgendes:
Wenn Du einen Gegenstand von einem Stuhl auf einen Schrank legst, musstest Du ihn ja mit Deiner Hand vom Stuhl nach oben auf den Schrank transportieren und hast wegen der Schwerkraft der Erde Deine Muskeln dafür anstrengen müssen. Du hast also Energie gebraucht, um den Gegenstand gegen die Erdanziehung weiter nach oben zu legen.
Nun liegt er dort ganz still und friedlich, sieht aus wir zuvor, hat aber durch seine neue LAGE (=Position) plötzlich mehr Lage-Energie als zuvor. Wenn er nämlich von dort oben runter fallen würde, gäbe es einen stärkeren Aufprall am Boden, als wenn er vom Stuhl gefallen wäre, wo er zuvor lag.
Die Energie Deiner Muskeln bleibt als potentielle Lage-Energie in der neuen Lage des Gegenstands unsichtbar gespeichert, und zwar so lange, bis sie durch die Änderung seiner Lage in Richtung Erdboden endlich wieder frei wird (und dann in andere Energieformen wie Wärmeenergie und Verformungsenergie umgewandelt wird).
So ist auch die Wärme der Sonne nur als potentielle Energie in den Lichtstrahlen gespeichert, bis diese Strahlen auf Hindernisse treffen. Durch den Aufprall der Photonen wird das Hindernis dann erwärmt, wodurch die Wärmeenergie, die von den Lichtstrahlen von der Sonne als potentielle Energie mitgebracht haben, dann endlich wieder als Wärmeenergie frei und spürbar wird.
Aus diesem Grund erwärmen die Lichtstrahlen auch nicht oder nur zu einem sehr kleinen Anteil die Luft, durch die sie scheinen, sondern erst der Erdboden wird von der Sonne erwärmt, gibt dann diese Wärme wiederum an die Luftschicht ab, die direkten Bodenkontakt hat, und diese so erwärmte Luft steigt dann irgendwann durch die umgebende Luft auf, wie ein unsichtbarer Heißluftballon ohne Hülle. Und weiter oben gibt's dann eine Wolke, wenn das gasförmige Wasser, das in der aufsteigenden Luft enthalten war, durch die Druckabnahme-bedingte Abkühlung kondensiert. Aber das ist ein anderes Thema, obwohl auch dabei potentielle Energien eine Rolle spielen.
Grüße, Martin
Wenn ich was erkläre verstehe ich es meist auch selbst besser. Wer keine Zeit hat, Fragen so zu beantworten, dass der Fragesteller möglichst was damit anfangen kann, sollte nicht auf einer Frage-Antwort Plattform mitmachen.
Danke für den Stern ! Gruß...