die sonne katharina schreyer. die sonne die sonne ist notwendig für das leben auf der erde: wärme,...
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Die SonneKatharina Schreyer
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Die SonneDie Sonne ist notwendig für das Leben auf der Erde:
Wärme, Licht, Energie
bestimmt viele Zyklen auf der Erde: Tag/Nacht, Jahreszeiten, Wetter, ...
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Der Sonnengott der AztekenTonatiuh
Re – der Sonnengott des alten Ägyptens
Die Sonne – seit dem Altertum vielfach verehrt
Hinduistischer Sonnengott Surya
Himmelsscheibe von Nebra
StonehengeSüd-England
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Entfernung: 149 000 000 km
(= 100 x Sonnendurchmesser)
Alter: ca. 4.5 Milliarden Jahre
Masse: 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg (Milchtüten)
= 333 000 mal der Erde
,,Technische Daten‘‘ der Sonne
Durchmesser: 1 400 000 km
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* Die Sonne ist notwendig für das Leben auf der Erde
* “Weltraumwetter” (Satelliten,Stromversorgung, ...)
* Die Sonne ist Referenz für die Untersuchung anderer Sterne
* Die Sonne ist ein physikalisches Labor (Plasma, Kernfusion, ...)
Im Zentrum: 15 Millionen Grad
„Oberflächentemperatur“: ca. 6000 Grad
Warum leuchtet die Sonne ?
Sonne verwandelt pro Sekunde die Masse von 10 Millionen Eisenbahnwaggons in Energie zum Leuchten
= 15 000 000 000 000 000 000 Euro/Sekunde
Vorrat reicht für ca. 10 Milliarden Jahre
Wie heiss ist die Sonne ?
,,Technische Daten‘‘ der Sonne
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Zusammensetzung:
Wasserstoff + Helium
+ Beimischungen anderer Stoffe (Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff)
Gold: Anteil entspricht ca. 100m dicker Schicht auf der Erdoberfläche
Entfernung: 149 Millionen km
Durchmesser: 1.4 Millionen km
Alter: ca. 4.5 Milliarden Jahre
Masse: 21030kg = 333 000 Erdmassen
Umwandlung Masse -> Energie: 4.3 Millionen Tonnen/Sekunde
Leuchtkraft: 3.851026 Watt , das sind ca.
400 000 000 000 000 000 000 000 000 Watt – entspricht etwa
15 000 000 000 000 000 000 Euro/Sekunde
Zentraltemperatur: 15 Millionen Grad
“Aussentemperatur”: ca. 6000 Grad
Sonne "verbraucht" 4*10^11 kg H/sec = 10 Millionen Eisenbahnwaggons
Sonnenenergie reicht für 10Milliarden Jahre
Zusammensetzung: 90% Wasserstoff
Kalzium: ca. 1 Erdmasse = 6*10^24 kg
Gold: Anteil entspricht ca. 100 m dicker Schicht auf der Erdoberfläche
* Die Sonne ist notwendig für das Leben auf der Erde
* “Weltraumwetter” (Satelliten,Stromversorgung, ...)
* Die Sonne ist Referenz für die Untersuchung anderer Sterne
* Die Sonne ist ein physikalisches Labor (Plasma, Kernfusion, ...)
Nicht fest, flüssig oder gasförmig, sondern „sehr heißes Gas“ = Plasma
Woraus besteht die Sonne ?
2 13 3
,,Technische Daten‘‘ der Sonne
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Beobachtung der Sonne
Niemals mit einem Feldstecher oder Fernrohr
ohne Augenschutz !
Sofortige Erblindung !!!
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Starker VerdunklungsfilterSonnen-projektions-schirm
Beobachtung der SonneSo - Ja !
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Johann Fabricius, 1611Christoph Scheiner, 1612
Galileo Galilei, 1613
Sonnenflecken
Galileo Galilei
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Johann Fabricius, 1611Christoph Scheiner, 1612
Galileo Galilei, 1613
Galileo Galilei
Warum hat die Sonne Flecken ?
Antwort Aufbau der Sonne
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Wie ist die Sonne aufgebaut ?
(sichtbare Oberfläche)
(innere Atmosphäre)
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1 St
rich
= 10
00 k
m
Sonnenflecken
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1 St
rich
= 10
00 k
m
Sonnenflecken
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Sonnenflecken
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Sonnenflecken
1 St
rich
= 10
00 k
m
Sonnenflecken
Umbra(Kern)T = 4000..5000°Ckühler
Penumbra(Saum)
T = 6000 °Cheisser
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Sonnenflecken
1 St
rich
= 10
00 k
m
Sonnenflecken
0°Celsius = 273,16 K
Umbra(Kern)T = 4000..5000°Ckühler
Penumbra(Saum)
T = 6000 °Cheisser
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Sonnenflecken
1 St
rich
= 10
00 k
m
Sonnenflecken
0°Celsius = 273,16 K
Umbra(Kern)T = 4000..5000°Ckühler
Penumbra(Saum)
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SonnenfleckenBestimmen, wie schnell sich die Sonne um sich selbst dreht
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Sonnenflecken
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Sonnenflecken Sonne dreht sich in ca. 1 Monat um sich selbst
Rotationsperiode: - am Äquator = 24.8 Tage - nahe am Pol = 31 Tage
Sonnenflecken treten oft paarweise auf
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Sonnenflecken Sonne dreht sich in ca. 1 Monat um sich selbst
Rotationsperiode: - am Äquator = 24.8 Tage - nahe am Pol = 31 Tage
Sonnenflecken treten oft paarweise auf Nordpol & Südpol von Magnetfeldern
Magnetische Feldlinien
Sonnenfleckenpaar+ -
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Sonnenflecken Sonne dreht sich in ca. 1 Monat um sich selbst
Rotationsperiode: - am Äquator = 24.8 Tage - nahe am Pol = 31 Tage
Sonnenflecken treten oft paarweise auf Nordpol & Südpol von Magnetfeldern
+ -
Magnetische Feldlinien
Sonnenfleckenpaar+ -
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Sonnenflecken Sonne dreht sich in ca. 1 Monat um sich selbst
Rotationsperiode: - am Äquator = 24.8 Tage - nahe am Pol = 31 Tage
Sonnenflecken treten oft paarweise auf Nordpol & Südpol von Magnetfeldern
+ -
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Sonnenflecken Sonne dreht sich in ca. 1 Monat um sich selbst
Rotationsperiode: - am Äquator = 24.8 Tage - nahe am Pol = 31 Tage
Sonnenflecken treten oft paarweise auf Nordpol & Südpol von Magnetfeldern
+ -
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Bedeckungsgrad der Flecken auf der Sonnenscheibe
11 jähriger Aktivitätszyklus verantwortlich: das/die Magnetfelder der Sonne Kippen des Gesamtmagnetfeldes alle 11 Jahre. Nachgewiesen für einige Tausend Jahre in Wachstumsringe in sehr alten Baumstämmen
Beobachtung der Sonnenflecken seit vielen Jahrhunderten
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Schmetterlingsdiagramm die Flecke wandern aus der Polregion zum Äquator
11 jähriger Aktivitätszyklus verantwortlich: das/die Magnetfelder der Sonne Kippen des Gesamtmagnetfeldes alle 11 Jahre. Nachgewiesen für einige Tausend Jahre in Wachstumsringe in sehr alten Baumstämmen
Beobachtung der Sonnenflecken seit vielen Jahrhunderten
Nordpol
Südpol
Äquator
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Vorstellung:
Der Entstehung der Flecken und des Sonnenzyklus
Beobachtung der Sonnenflecken seit vielen Jahrhunderten
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Vorstellung:
Der Entstehung der Flecken und des Sonnenzyklus
Beobachtung der Sonnenflecken seit vielen Jahrhunderten
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Vorstellung:
Der Entstehung der Flecken
Beobachtung der Sonnenflecken seit vielen Jahrhunderten
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Nicht nur dunkle Flecken – auch helle sind zu sehen: Fackeln
Schmalbandfilter: 304Å Filamente und Eruptionen
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Beobachtungen der Sonne: Sonnenteleskope
Türme der Sonnenteleskope auf La Palma
Kitt Peak, Arizona
SOHO, Start 2.12.1995
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Mächtige Gasfrontänen können ins All schiessen
Schmalbandfilter: 304Å Filamente und Eruptionen
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Die aktive Sonne
Schmalbandfilter: 304Å Filamente und Eruptionen
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Sonne - Erde
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![Page 37: Die Sonne Katharina Schreyer. Die Sonne Die Sonne ist notwendig für das Leben auf der Erde: Wärme, Licht, Energie bestimmt viele Zyklen auf der Erde:](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022013013/55204d6449795902118ba2c6/html5/thumbnails/37.jpg)
Sonne - Erde
Polarlichter
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Energieerzeugung ?
?
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Energieerzeugung ?
?
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EnergieerzeugungFusion Wasserstoff (H) zu Helium (He)
Schritt 1 Schritt 2 Schritt 3
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Technische Daten der SonneZusammensetzung:
Nicht fest, flüssig oder gasförmig, sondern „sehr heißes Gas“ = Plasma (4. Aggregatzustand)
Energieumwandlung:
Sonne verwandelt 4,3 Millionen Tonnen Masse (= 10 Millionen Eisenbahnwaggons)
in 3,851026 Watt Energie pro Sekunde !
= 15 000 000 000 000 000 000 Euro/Sekunde
Vorrat reicht für ca. 10 Milliarden Jahre
Atom
Atomkern(Protonen+Neutronen)
Elektronen
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Technische Daten der Sonne
Entfernung: 149 Millionen km
Durchmesser: 1.4 Millionen km
Alter: ca. 4.5 Milliarden Jahre
Masse: 21030kg = 333 000 Erdmassen
Umwandlung Masse -> Energie: 4.3 Millionen Tonnen/Sekunde
Leuchtkraft: 3.851026 Watt , das sind ca.
400 000 000 000 000 000 000 000 000 Watt – entspricht etwa
15 000 000 000 000 000 000 Euro/Sekunde
Zentraltemperatur: 15 Millionen Grad
“Aussentemperatur”: ca. 6000 Grad
Sonne "verbraucht" 4*10^11 kg H/sec = 10 Millionen Eisenbahnwaggons
Sonnenenergie reicht für 10Milliarden Jahre
Zusammensetzung: 90% Wasserstoff
Kalzium: ca. 1 Erdmasse = 6*10^24 kg
Gold: Anteil entspricht ca. 100 m dicker Schicht auf der Erdoberfläche
* Die Sonne ist notwendig für das Leben auf der Erde
* “Weltraumwetter” (Satelliten,Stromversorgung, ...)
* Die Sonne ist Referenz für die Untersuchung anderer Sterne
* Die Sonne ist ein physikalisches Labor (Plasma, Kernfusion, ...)
Zusammensetzung:
Nicht fest, flüssig oder gasförmig, sondern „sehr heißes Gas“ = Plasma (4. Aggregatzustand)
Energieumwandlung:
Sonne verwandelt 4,3 Millionen Tonnen Masse (= 10 Millionen Eisenbahnwaggons)
in 3,851026 Watt Energie pro Sekunde !
= 15 000 000 000 000 000 000 Euro/Sekunde
Vorrat reicht für ca. 10 Milliarden Jahre
![Page 44: Die Sonne Katharina Schreyer. Die Sonne Die Sonne ist notwendig für das Leben auf der Erde: Wärme, Licht, Energie bestimmt viele Zyklen auf der Erde:](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022013013/55204d6449795902118ba2c6/html5/thumbnails/44.jpg)
Technische Daten der SonneEntfernung: 149 000 000 km (= 100 x Sonnen- durchmesser) Durchmesser: 1 400 000 km Alter: ca. 4.5 Milliarden Jahre
Masse: 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg (Milchtüten) = 333 000 mal der Erde 99% der Gesamtmasse des Planetensystems steckt in der Sonne
![Page 45: Die Sonne Katharina Schreyer. Die Sonne Die Sonne ist notwendig für das Leben auf der Erde: Wärme, Licht, Energie bestimmt viele Zyklen auf der Erde:](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022013013/55204d6449795902118ba2c6/html5/thumbnails/45.jpg)
Beobachtungen der Sonne: SonnenteleskopeSOHO, Start 2.12.1995
Verschiedene Schmalbandfilter: Sehen verschieden heisse Gebiete auf der Sonne
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Wo entstehen Spektrallinien bei Sternen?
Höh
e (k
m)
Korona
Chromosphäre
5000 10000 100 000 1 000 000
Temperatur (K)
10-18 10-16 10-14 10-12 10-10 10-8 10-6
Dichte (g/cm3)-2
000
0
200
0
4000
6
000
8
000
10
000
1
2 00
0 1
4 00
0 1
6000
Dic
hte
Tem
pera
tur
Photosphäre
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Interpretation der Spektren
Information über „Klima der Sternatmosphäre“ :
Anwesenheit der Linien:
Form der Linien:
- Temperatur - Druck- Dichte des Gases der Sternatmosphäre,daraus :- Schwerebeschleunigung Sternmasse
- chemische Zusammensetzung
- Rotation des Sterns- Sichtwinkel auf den Stern - Doppel/Mehrfachsternsystem
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Spektren verschiedener Sterne
Wellenlänge des Lichtes
Tem
pera
tur
heißer Stern
kühler Stern
350 nm 700 nm
H/Ca He Fe H He Ca CH H He
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Wie entstehen Spektrallinien ?
- Atome besitzen feste, voneinander getrennte Energiezustände W
- Anregung: durch z.B. - Stösse von Atomen oder - Absorption von Licht passender Wellenlänge
- Abregung: Aussendung der Energie als Licht(quant) mit spezifischer Frequenz
W3
W2
W1
W0
h
h
Energieniveauschema
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Wie entstehen Spektrallinien ?
Beispiel: Na D- Dublett bei 589 nm Linienabstand 0.6nm
Natriumdampf- Lampe
Stra
hlun
gsin
tens
ität
3s, J=½, L=0
h = 589.0 nm
h = 589.6 nm
Energieniveauschema
589.0 589.6 nm
3p, L=1 S
L
SL
J=½
J=½
(Spin-Bahn-Kopplung) S = ½
3
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Wie entstehen Spektrallinien ?
Beispiel: Na D- Dublett bei 589 nm Linienabstand 0.6nm
Natriumdampf Natriumdampf- Lampe
Emissionslinien Absorptionslinien
Stra
hlun
gsin
tens
ität
W2
W1
W2
W1