Das versteckte Experiment (German Edition)

erscheint. Die Atmosphäre filtert das kurzwellige Blau aus dem Sonnenlicht heraus. Die verbleibenden Anteile Rot und Grün ergeben die Farbe Gelb.“
    „Aber abends, wenn die Sonne untergeht, erscheint sie oft rot am Horizont.“
    „Richtig, während zur Mittagszeit der Weg der Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre relativ kurz ist, legen die Strahlen morgens und abends einen viel längeren Weg zurück. Neben Blau wird dann auch Grün weitgehend aus dem Sonnenlicht herausgefiltert. Die verbleibende Farbe ist das Rot der auf- oder untergehenden Sonne.“
    „Nach meiner Beobachtung ist die Sonne abends roter als morgens. Da die Wegstrecke durch die Atmosphäre aber die gleiche ist, stimmt etwas mit der Theorie nicht“, warf Jan ein.
    „Die Erklärung dafür ist ganz einfach. Abends befindet sich wesentlich mehr Staub in der Luft als morgens. Dadurch werden zu dieser Zeit die grünen Anteile der Sonnenstrahlung noch weiter reduziert.“
    „Wenn das Licht auf einen Gegenstand fällt und nur ein Teil davon reflektiert wird, wie du es beschrieben hast, was passiert dann mit dem absorbierten Anteil? Ich habe gelernt, dass Energie nicht verloren gehen kann.“
    „Die absorbierten Lichtstrahlen werden ganz einfach in Wärme umgewandelt.“
    „Dann müsste sich ein Gegenstand ja ständig aufheizen!“
    „Das ist auch so. Allerdings gibt der Gegenstand die Wärme wieder an die Umgebung ab, bis er die gleiche Temperatur wie die Umgebung hat. Es findet ein ständiger Austausch der Wärme über Strahlung, Wärmeleitung und Konvektion mit der Umgebung statt.“
    „Wenn ich es richtig verstanden habe, wird ein weißer Körper wenig Strahlung absorbieren, ein schwarzer Körper dagegen viel.“
    „So ist es. Deshalb trägst du im Sommer lieber helle als dunkle Kleidung. Ein absolut schwarzer Körper würde alle auftreffende Strahlung absorbieren.“
    „Gibt es solche absolut schwarzen Körper?“
    „In unserer täglichen Umwelt gibt es solche Körper nicht. Ein geringer Anteil des Lichts wird auch bei Gegenständen reflektiert, die eine schwarze Farbe haben. Da aber Physiker gerne Idealisierungen für ihre Berechnungen und Versuche benutzen, haben sie sich das Modell eines idealen schwarzen Körpers geschaffen. Du kannst ihn dir als einen schwarzen Kasten vorstellen, der lediglich ein kleines Loch hat. Fällt Strahlung in dieses Loch, so ist es sehr unwahrscheinlich, dass der Strahl wieder den Weg hinausfindet, auch wenn die Innenflächen des Kastens nicht hundertprozentig absorbierend sind.
    Auch der umgekehrte Vorgang ist interessant. Wird die Temperatur im Kasten erhöht, so sendet dieser Strahlung aus. Die Strahlung ist nur von der Temperatur abhängig. Das Material, aus dem der Kasten besteht, hat keine Bedeutung. Man nennt die Strahlung Schwarzkörperstrahlung oder Hohlraumstrahlung.
    Max Planck entwickelte eine Formel, mit der die Verteilung der Strahlungsintensität eines Hohlraumstrahlers über die Wellenlänge berechnet werden kann. Seine Strahlungsformel funktionierte nur, wenn er voraussetzte, dass die Energie nicht kontinuierlich mit der Temperaturerhöhung abgegeben wird, sondern nur in ganzen Vielfachen eines Energiepaketes, den Quanten. Für seine Formel führte er deshalb die Konstante h ein, die später Plancksches Wirkungsquantum genannt wurde. Damit hatte er die Grundlagen der Quantenmechanik geschaffen.
    Nahezu schwarze Körper gibt es jedoch im Universum in Form der sogenannten Schwarzen Löcher, die alles auftreffende Licht absorbieren. Die extreme Gravitation sorgt dafür, dass kein Licht und keine andere Strahlung dem Schwarzen Loch entkommen können. In neuerer Zeit wurde allerdings gezeigt, dass doch Teilchen in geringer Zahl einem Schwarzen Loch entkommen können.Wenn du Lust hast, erzähle ich dir später einmal mehr über Schwarze Löcher. Das Thema ist wirklich sehr interessant.“
    „Ist es tatsächlich so, dass die Gravitation Lichtstrahlen beeinflussen kann?“
    „Das hat schon Albert Einstein theoretisch nachgewiesen. Sogar experimentell konnte dies bestätigt werden. Einstein sagte vorher, dass die Lichtstrahlen eines Sterns, die nahe an der Sonne vorbeigehen, durch die Sonne abgelenkt werden. Der Stern erscheint dann wegen der Umlenkung optisch an einer verschobenen Position, die relativ zu den anderen Sternen gemessen werden kann. Da die Erde um die Sonne kreist, gibt es je nach Jahreszeit Orte der Erde, von denen aus gesehen die Lichtstrahlen des Sterns die Sonne näher oder weiter