Sendung vom 04. Dezember 2011
Tabatha Fonseca aus São Paulo fragt:
Je nach Tageszeit scheint die Sonne in unterschiedlichen Farben. Am
Tage ist sie hell und gelb, morgens und abends leuchtet sie in
sattem Orange oder Rot. Aber auch der Beobachtungsort scheint bei
der Sonnenfarbe eine Rolle zu spielen. Vor allem in großen
Städten lassen sich oft besonders schöne, tiefrote
Sonnenuntergänge beobachten. Woran liegt das?
Der Grund für die sonnigen Farbspiele sind Teilchen in der
Luft – also vor allen Dingen Sauerstoff und Stickstoff. Sie
lenken das Sonnenlicht auf seinem direkten Weg zur
Erdoberfläche ab und streuen es in alle Richtungen. Dabei
gilt: Je kürzer die Wellenlänge des Lichtes, desto
wahrscheinlicher ein Zusammenstoß zwischen Lichtwelle und
Teilchen. Blaues Licht ist kurzwelliges Licht und wird daher
stärker gestreut als langwelligeres rotes Licht. Morgens und
abends steht die Sonne besonders tief am Himmel. Das Licht nimmt
dann einen längeren Weg durch die Atmosphäre als mittags.
Daher trifft es auf mehr Teilchen in der Luft. Nur die langwelligen
Lichtanteile schaffen es jetzt noch ungestört bis zur
Erdoberfläche – die Sonne erscheint orangerot.
Außer den Stickstoff- und Sauerstoff-Molekülen streuen
auch kleine Staub- und Schmutzpartikel das Sonnenlicht. Die
verschmutzte Luft über großen Metropolen verändert
also die Lichtfarbe ebenfalls.
Aber nicht nur die rote Abendsonne, auch der blaue Himmel und die gelbe Farbe der Sonne am Tage, beruhen auf dem Phänomen der Lichtstreuung. Tagsüber dringen neben den langwelligen roten auch gelbe und grüne Lichtanteile der mittleren Wellenlängen auf direktem Wege durch die Atmosphäre. Die Mischung dieser Lichtfarben erscheint unserem Auge gelb – die Sonne scheint am Tage also gelblich vom Himmel. Aber auch das blaue Licht wird tagsüber nicht völlig weggestreut. Vielfach abgelenkt von den Luftteilchen erreicht es die Betrachter auf der Erde – und die sehen deshalb den Himmel blau.
Warum ist der Himmel blau?Interaktives Online-Experiment mit Kopfball-Assistent "Rocko
Raketi"Weitere Experimente mit Rocko RaketiText Max Ostendorf
Film Maakii: Max Ostendorf und Niels Waibel mit Adrian Pflug und Ulrike Brandt-Bohne
Kopfball
schrieb am 09.12.2011, 16:56 Uhr
Hallo, deine Frage lässt sich leider nicht so pauschal beantworten. Je mehr feine Partikel in der Luft sind, desto stärker der Rote-Sonne-Effekt. Allerdings entsteht Feinstaub nicht nur durch Autos, auch z.B. bei Waldbränden oder Vulkanausbrüchen werden sehr kleine Russteilchen in die Atmosphäre geschleudert. Daneben beeinflussen auch größere Staubpartikel in der Atmosphäre die Farbe der Sonne. Man kann also nur von einer generellen
Tendenz sprechen, dass die Sonne über großen Städten roter untergeht als anderswo.
Ahnungslos
schrieb am 09.12.2011, 16:56 Uhr
Hallo, ich habe eine Frage zu diesem Thema: wie stark verändert die verschmutzte Luft über Metropolen die Farbe der Sonne beim Sonnenuntergang?
Ist diese Farbveränderung stark genug, dass man mit bloßem Auge einen Unterschied sehen kann zu bspw. irgendwelchen riesigen Naturschutzgebieten, wo das nächste Auto enorm weit weg ist?
Viele Grüße
Einstein
schrieb am 08.12.2011, 21:22 Uhr
Hallo Kopfball,
nun, der Zwang zur Vereinfachung muss nicht norwendigerweise zu hinkenden Vergleichen führen. So lässt sich z.B. der senkrechte und streifende Sonneneinfall ohne großen Mehraufwand auch in Ost-West-Richtung incl. Erddrehung und realistischen Sonnenpositionen zeigen, oder habe ich da unser Sonnensystem falsch in Erinnerung ? Zudem betreibt Kopfball ja auch ein Internet-Portal mit Text- und Video-Archiv, das auch von Schülern gelesen und als Referenz genutzt wird. Da sollte eine öffentlich-rechtlich finanzierte Sendung schon den Anspruch an sich haben, auf hinkendende Vereinfachungen ganz zu verzichten, oder ? Viele Grüße !
Kopfball
schrieb am 04.12.2011, 11:42 Uhr
Hallo Einstein, danke für deinen Kommentar. Fernsehen ist im Vergleich zu Wikipedia oder einer Physikvorlesung leider immer gezwungen zu vereinfachen, da wir in kurzer Zeit komplexe Zusammenhänge möglichst griffig und visuell interessant darstellen müssen. Dass sich das Drahtmodell nicht eins zu eins übertragen lässt und der Vergleich etwas hinkt, lässt sich nicht vermeiden. Das Modell soll lediglich die Vorstellung vereinfachen, dass Licht unterschiedlicher Wellenlängen auch unterschiedlich gestreut wird. Den Welle-Teilchen-Dualismus des Lichts hier noch ins Spiel zu bringen, wäre der Beitragslänge nicht angemessen gewesen.
Übrigens verschmutzen nicht nur große Staubteilchen die Stadtluft. Gerade bei Verbrennungsprozessen, vor allem bei Dieselmotoren, entstehen so genannte ultrafeine Partikel. Das ist Feinstaub einer Größe unter 100 nm, also deutlich kleiner als die Lichtwellenlängen. An diesen Partikeln findet die für den Rote-Sonne-Effekt verantwortliche Rayleigh-Streuung statt.
Einstein
schrieb am 04.12.2011, 11:42 Uhr
Hallo,
"Je kürzer die Wellenlänge des Lichtes, desto wahrscheinlicher ein Zusammenstoß zwischen Lichtwelle und Teilchen. "
Wo habt ihr denn den Quatsch her? Entweder man spricht von Wellen und klassischer Elektrodynamik oder von Phtonen/Quanten und Wahrscheinlichkeiten. Beides zu vermischen und eine Drahtwelle an Holzstäbchen in einer Holzplatte zu erklären ist wenig hilfreich bzw. an den Haaren herbeigezogen. Im übrigen ist die Wellenlängenabhängigkeit umso stärker, je kleiner das Streuzentrum ist -> Rayleigh-Streuung. Bei großen Staubteilchen der Umweltverschmutzung über den Städten ist das Streuzentrum viel größer und zeigt keine große Wellenlängenabhängkeit -> Mie-Streuung. Lest mal z.B. bei Wikipedia nach !
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