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Aufgabe

Sonnenspektrum (Abitur BY 2004 GK A5-2)

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

a)Erläutere, worin das Sonnenspektrum und das Spektrum einer Glühlampe übereinstimmen und worin sie sich unterscheiden. (4 BE)

Im Folgenden werden Beobachtungen im Wellenlängenbereich der \({H_\alpha }\)-Linie behandelt. Wasserstoffwolken über der Photosphäre kann man seitlich über den Sonnenrand hinaus als helle Protuberanzen erkennen. Vor der Sonnenscheibe erscheinen solche Protuberanzen als dunkle Strukturen.

b)Erkläre, wie die Leuchterscheinungen entstehen und warum das gleiche Phänomen so unterschiedlich erscheint. (6 BE)

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Hinweis: Bei dieser Lösung von LEIFIphysik handelt es sich nicht um den amtlichen Lösungsvorschlag des bayr. Kultusministeriums.

a)Beide Spektren sind kontinuierlich und decken den ganzen sichtbaren Bereich ab. Im Sonnenspektrum treten jedoch feine, scharfe Absorptionslinien (die sogenannten Fraunhoferschen Linien) auf, die bei Durchgang des Sonnenlicht durch Gasschichten auf der Sonne und Erde entstehen. Außerdem sind die Maxima beider Spektren an verschiedenen Stellen.

Die beiden Bilder dienen der Illustration und sind nicht für die Lösung notwendig.

b)Photonen, die aus der Sonne austreten regen die Wasserstoffatome in den Wolken an. Beim Rücksprung in den energetisch niedrigeren Zustand werden die Photonen in alle Raumrichtungen reemittiert. Die unterschiedliche Wahrnehmung kommt aufgrund des unterschiedlich hellen Hintergrundes. Vor dem dunklen Hintergrund am Sonnenrand erscheinen die Wasserstoffwolken hell, vor dem hellen Hintergrund der Sonnenscheibe erscheinen die Wasserstoffwolken als dunkle Strukturen.