Optik

Wellenmodell des Lichts

Rot- und Blauverschiebung

  • Welche Entdeckungen machte Heinrich HERTZ?
  • Gibt es den DOPPLER-Effekt auch bei Licht?
  • Welche Versuche bestätigen das Wellenmodell des Lichts?

Rot- und Blauverschiebung

Alle Fixsterne lassen sich in Kategorien von Strahlern einteilen. Jede Kategorie hat ganz typische Absorptionslinien, die von der Oberflächentemperatur des Sterns abhängen. Bei allen Kategorien sind die Wasserstofflinien wesentlich dabei.

Das gesamte Spektrum ist verschoben. Der sichtbare Bereich ist immer nur ein Teil des Spektrums und man erkennt in diesem Teil die Verschiebung an den Absorptionslinien. Innerhalb des sichtbaren Bereichs sind diese genau der Wellenlänge zuzuordnenden Linien verschoben, je nachdem ob der Stern uns gegenüber ruht, näher kommt oder sich entfernt. Man kann quantitativ aus der Größe der Rot- bzw. Blauverschiebung die Geschwindigkeitskomponente des Sterns in radialer Richtung bestimmen.

Neben den Wasserstofflinien sind auch andere charakteristische Linien verschoben.

Insbesondere die Rotverschiebung entfernter Galaxien oder Galaxienhaufen gibt uns Auskunft über deren Geschwindigkeit und damit auch über deren Entfernung.

Granulation auf der Sonne

Ein schönes Beispiel ist auch die Geschwindigkeitsbestimmung bei den Granulen auf der Sonnenoberfläche. Die in der 200km dicken Konvektionszone aufsteigenden Wasserstoffgasblasen bilden die Granulation. Die einzelnen Granulen (innen aufsteigend – heiß – hell – außen absteigend – um 500 K kälter – dunkler) haben einen Durchmesser von ca. 1000km (Iberische Halbinsel) und eine Lebensdauer von ca. 10 Minuten.

Die Geschwindigkeit des Auf und Ab des Wasserstoffs in den Granulen erkennt man an der Dopplerverschiebung der Frauenhoferlinien.

Im Ausschnitt des Spektrums eines schmalen Streifens der Sonnenscheibe, der auf- und ab-steigenden Gasblasen der Granulation erfaßt, sind die von der Sonne stammenden Absorptionslinien wellig, die von der Erdatmosphäre stammenden gerade. An manchen Stellen sind sie durch den Dopplereffekt nach rechts (rot) an anderen nach links (blau) verschoben.

Neben der normalen Granulation gibt es auch noch Blasenbildung größerer Strukturen, die Supergranulation.

Bild der Sonne im gefilterten Licht einer Hα - Flanke

Im Licht bestimmter Spektrallinien (Hα , Ca) ist Blasenbildung größerer Struktur (20 000 km) zu sehen.

Da die Frauenhoferlinien einen kontinuierlichen Intensitätsabfall haben, kann man genau eine Flanke herausfiltern und erkennt dort die auf uns zu kommenden Bereiche hell, die sich von uns entfernenden dunkel.

 
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