Warum kühlen die Sonnenstrahlen net aus?

[jack86]

@Lar337: Genau sowas hab ich vorhin gesucht

@1668mib:

"verliert Energie" kann auch "verliert Wärme" heißen

Genau deshalb muss man Energie und Wärme voneinander trennen (bzw. man darf sie nicht gleich setzen), ein Körper kann Energie auch auf andere Weise verlieren (oder besser "abgeben").

 

[done.]

Na das es hier keine 100° sind, hat denke ich auch was damit zutun, das die Atmosphäre so einiges an Strahlung etc. rausfiltert bzw. "lindert", Stichwort Gammastrahlung.

 

[jack86]

Wird eben temperaturmäßig gerade den Unterschied von Mond zu Erde ausmachen, im Grunde gleicher Abstand zur Sonne, aber die Erde hat im Gegensatz zum Mond eine Atmosphäre.

 

[S4ndM4N]

danke an die physiker unter euch ^^



btw. www.seidseit.de rulezZz^^

 

[Anwalt Dr.Gonzo]

Das Licht (der einzelne Lichtstrahl) hat die gleiche Energie (damit auch potenzielle Wärme), egal wo und wie weit es von der Quelle entfernt ist.

Jedoch breitet sich Licht, im Falle der Sonne kreisförmig aus. Näher an der Quelle sind somit mehr Lichtstrahlen auf gleichem Raum, als weiter entfernt.
So kann man Anhand der Kugeloberfläche gebildet aus dem Radius als Entfernung, das Verhältnis der Menge der Lichtstrahlen für unterschiedle Entfernungen berechnen.
Und somit "wärmt" das Licht nahe der Sonne umso stärker (weil viel mehr Licht (-strahlen) auf gleichem Raum), das Licht selbst ist aber gleich stark.

Gruß

Doc

PS: So ist das allerdings noch etwas ungenau, weil Licht- und Raumkrümmungen nicht beachtet werden.
Wobei mir gerade einfällt, das sich bei größerer Entfernung auch das Farbspektrum des Lichtes ändert, und damit vielleicht auch die potentielle Energie.
Ist halt doch alles etwas länger her...
Nach der Licht/Masse/Energie Gleichung kann das aber eigentlich nicht sein.

 

[Sherman123]

Alle die meinen, Licht baut sich irgendwie unterwegs ab:
Die Lichtmenge pro Quadratmeter ist natürlich wesentlich höher, je näher man dran ist. Dass es auf Pluto kälter ist als auf dem Merkur liegt lediglich daran, dass die auftreffende Lichtmenge geringer ist.

Allerdings haben beide Lichtstrahlen (wenn man jeweils einen einzelnen Lichtstrahl betrachtet) die selbe Energie. E=h*nü ..... wobei gilt nü = c/lambda


Die Licht-Materie Wechselwirkungen (von den es viele verschiedene Arten gibt) sind sehr kompliziert und setzen eine Menge Grundlagen voraus. Eine der einfachsten: Ein Photon regt ein Elektron an, wodurch es die zuviel gewordene Energie durch Schwingungen abbauen will. Die Schwingungen in Festkörpern lassen sich mit Phononen beschreiben. Diese Schwingungen sorgen schließlich auch dafür, dass sich der Festkörper erwärmt.

Dieser Effekt tritt bei Licht von sehr kurzer Wellenlänge auf (hohe Energie). Infrarot Licht, welches die Sonne auch aussendet, bringt Materie (nämlich direkt die Moleküle und nicht nur die Elektronen) direkt zum Schwingen und erwärmt sie so.

Hier eine Reihe von weiteren Wechselwirkungen (dies sind aber bei weitem noch nicht alle Effekte):
http://de.wikipedia.org/wiki/Streuung_(Physik)#Elektromagnetische_Welle_an_Materie


BILD: Der Merkur bekommt viel mehr Lichtstrahlen pro m² ab, als die Erde. Die Lichtstrahlen fliegen auch keine Kurven - sondern kerzengerade (zumindest innerhalb unseres Sonnensystems)
Natürlich müsste man die Strahlen noch viel dichter beisammen zeichnen, aber ich denke, der springende Punkt geht aus der Skizze hervor.

 

[Lost_Byte]

Die Licht-Materie Wechselwirkungen (von den es viele verschiedene Arten gibt) sind sehr kompliziert und setzen eine Menge Grundlagen voraus. Eine der einfachsten: Ein Photon regt ein Elektron an, wodurch es die zuviel gewordene Energie durch Schwingungen abbauen will. Die Schwingungen in Festkörpern lassen sich mit Phononen beschreiben. Diese Schwingungen sorgen schließlich auch dafür, dass sich der Festkörper erwärmt.

Dieser Effekt tritt bei Licht von sehr kurzer Wellenlänge auf (hohe Energie).

Jein. Der Effekt, dass Elektronen angeregt werden tritt bei jeder Wellenlänge auf. Nur Quantensprünge benötigen eine gewisse Energie.

 

[Sherman123]

Hm stimmt - war nicht ganz richtig. Sofern die Energie (oder das Photon) absorbiert und weder reflektiert noch oder transmittiert wird - muss sie (es) irgendetwas im Körper bewirken.
Für Quantensprung-Effekte benötigt es eine gewisse Mindestenergiemenge, da sonst das angeregte Elektron rein gar nichts außer angeregt sein macht.

Aber du hast das sowieso schon gut erklärt.

 

[1668mib]

@Sherman123: Falsch, Licht "fliegt" auch Kurven - nur natürlich nicht von sich aus... Zumindest wird Licht von der Graviation beeinflusst, z.B. der Sonne.

 

[Fiona Wildcat]

Ähm, hallo - worum geht es hier?
Quantensprung-Effekte, Wellen-Teilchen-Dualismus, Licht - und Raumkrümmungen, warm wird etwas nur dadurch, dass es Licht ausgesetzt ist, Licht "fliegt" auch Kurven...

Dann wollen wir mal hoffen, dass das Licht nicht irgendwann mal "aus der Kurve fliegt".
Die CPU in meinem Rechner wird auch warm, ohne das ich sie anleuchte.
Sorry, aber das musste einfach sein, is ja auch net böse gemeint.

Warum kühlen die Sonnenstrahlen net aus?
Einiges wurde hier ja schon angesprochen.
Wenn ich die Sonnenstrahlen mal als die von unserer Sonne abgegebene elektromagnetische Strahlung betrachte, dann wird durch die Erdatmosphäre etwa 30% davon absorbiert und ein weiterer Teil noch reflektiert.
Aber mal ganz ehrlich, wenn man da ins Detail geht ist die Antwort durchaus so komplex, dass wir das mal lieber lassen.
Nur so viel, so etwas wie Wärme oder Kälte sind eigentlich nur "grammatikalische Konstruktionen, um bestimmte Zustände von Materie sprachlich darstellen zu können.

 

[Sherman123]

@1668mib
Licht"strahlen" kann man zumindest innerhalb unseres Sonnensystems getrost als geradlinig annehmen.
Das steht auch in Klammer dabei.

Zu Effekten, wie zum Beispiel einem Gravitationslinseneffekt, kommt es nur über sehr sehr sehr lange Distanzen und durch Wirken von sehr sehr sehr großen Massen.

Die 3 "sehrs" sollen nur ausdrücken, dass man sich diese Dimensionen oder Größenordnungen bei weitem nicht mehr vostellen kann.

Zumindest wird Licht von der Graviation beeinflusst, z.B. der Sonne.

Würde sich Licht von dermaßen "kleinen" Massen beeinflussen lassen, so würde es ja nicht mehr mit Lichtgeschwindigkeit von der Sonne wegfliegen, da die Gravitation der Sonne die Ausbreitung abbremst und die maximale Geschwindigkeit nicht mehr Lichtgeschwindigkeit sondern kleiner als Lichtgeschwindigkeit wäre - ODER?

 

[Hurrycane]

die Gravitation hat keinen einfluss auf das Licht, da Licht, bzw Photonen keine Masse hat, auf die die Grativation wirken sollte. Sie bestehen nur aus Energie.

Hab doch heute erst ne Facharbeit darüber abgegeben, die sich mit Licht, bzw Leuchtdioden außeinandersetzt.
denn wenn eine Leuchtdiode Licht, also Photonen aussendet, und diese eine Masse haben würden, dann müsste sich die LED auflösen und das is quatsch ;-)

 

[Sherman123]

Licht tritt sehr wohl in Wechselwirkung mit der Gravitationskraft!
Hast du dir meinen Link nicht angesehen?

Da Photonen Energie besitzen, wechselwirken sie gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie mit der Gravitation.

Abgesehen davon: Ein Raumfahrer (140kg mit Raumanzug) hat eine Laserpistole mit 1000W Leistung in der Hand und feuert sie ab. Wie lange dauert es, bis er durch den Rückstoß die 10m weit entfernte Einstiegslucke erreicht. (war bei uns ein Rechenbeispiel - allerdings habe ich gerade überhaupt keine Lust das gerechnete Beispiel rauszusuchen - bei Interesse liefere ich es nach.)

Du siehst Photonen können sogar einen Impuls ausüben.

Die Ruhemasse eines Photons ist 0. Aber Photonen können genauso einen Photonendruck ausüben.

EDIT: Hm, du hast ganz grundsätzlich etwas nicht verstanden. Kennst du E=M*c²? Masse lässt sich in Energie transferieren und umgekehrt. Da zersetzen sich keine LEDs.
Kernspaltung und Kernfusion basieren schon seit ca 70 bzw. 60 Jahren auf diesem Prinzip.

 

[Fiona Wildcat]

Also einfach ausgedrückt besagt die spezielle Relativitätstheorie dass ein Photon keine sogenannte Ruhemasse hat, aber dennoch Energie mit sich rumschleppt und diese Energie hat eine Masse.

Und nach der allgemeinen Relativitätstheorie reagiert Licht auch auf Gravitation, ansonsten hätten wir ein paar Probleme mehr.

 

[bennog.]

Stichwort Massendefekt in der Chemie könnte man dazu auch mal googeln.

Ansonsten hilft doch die einfache Erkenntnis, dass Energie im Universum nicht verloren geht. Wenn ich also einen einzelnen Lichtstrahl/Welle von der Sonne absende und dieser auf dem Weg zur Erde auf nichts trifft, dann kommt er mit unveränderter Energie an und wird dann durch Kollision mit anderen Atomen in "Wärme" umgewandelt.

Die Dichte im Interstellaren Raum ist übrigens 10^-20 kg/m^3. Da ist also wirklich nicht viel, auf das man unterwegs treffen könnte.

 

[iimpact]

Das ganze hängt wie schon gesagt von der Menge an Photonen pro Fläche ab. Die Sonne kann man als isotropen Punktstrahler betrachten. Nun hängt der Strahlungsfuss [W] von der Strahlstärke [W/sr] und dem Raumwinkel Omega ab.

 

[Sherman123]

@iimpact
Ich werf jetzt auch mal ein paar Wörter in den Raum und hoffe, dass sie niemand versteht.
Dein Kommentar ist wirklich nicht sehr hilfreich.

Ehrlich gesagt weiß ich nicht was du meinst. Meinst du den Nettostrahlungswärmestrom (übertragener Wärmestrom zwischen zwei Körpern)? Dort gibt es eine Abhängigkeit vom Winkel.

Fomel (für 2 Flächen, wovon eine Fläche Wärmer ist und dementsprechend über Strahlungswärme Netto einen Wärmestrom an die andere abgibt):

 

[iimpact]

Es geht nicht um den Wärmestrom sondern um den Strahlungsfluss, was davon in Wärme umgesetzt wird ist noch mal was anderes.
Wollte lediglich sagen das der Fluss sprich die transportiere Energie der Quelle Winkel abhängig ist.

 

[MR.FReeZe]

[...]
hast ganz grundsätzlich etwas nicht verstanden. Kennst du E=M*c²? Masse lässt sich in Energie transferieren und umgekehrt. Da zersetzen sich keine LEDs.
Kernspaltung und Kernfusion basieren schon seit ca 70 bzw. 60 Jahren auf diesem Prinzip.

Du aber auch noch nicht so ganz, glaube ich.
Das mit E=m*c^2 ist auch so eine Sache: Die Formel gilt nur fuer die Ruheenergie bzw. eben im Ruhesystem des Objekts. Da sich Photonen Naturgemaess mit Lichtgeschwindigkeit bewegen und es kein Ruhesystem gibt.

Ich weiss, dass geht in der Schule und leider auch in den Physikbasisvorlesungen nicht so differenziert hervor.

http://www.itp.uni-bremen.de/~noack/masse.pdf

Er meint den Raumwinkel[1] (so einen in dem Zusammenhang wichtigen Begriff sollte man schon kennen) ... Das ist schon richtig was er schreibt.
z.B. Hier http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsdichte

Und das mit E=m*c^2 ist auch so eine Sache: Die Formel gilt nur fuer die Ruheenergie bzw. eben im Ruhesystem des Objekts. Da sich Photonen Naturgemaess mit Lichtgeschwindigkeit bewegen und es kein Ruhesystem gibt.

[1]:http://de.wikipedia.org/wiki/Raumwinkel http://de.wikipedia.org/wiki/Steradiant

 

[Sherman123]

Ich weiß, dass man bei allem, was >90% der Lichtgeschwindigkeit hat, relativistisch rechnen muss.
E=M*c² sollte nur zeigen, dass sich Energie in Masse und umgekehrt transferieren lässt.

Nein, sorry, den Raumwinkel kannte ich nicht. Bzw. wusste ich nicht, dass man die Strahldichte so angibt.
(ist aber irgendwie klar)