Wärmestrahlung < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 16:59 Do 10.11.2005 | | Autor: | Adriana |
Hallo!
In der Schule wurden wir über drei verschiedene wege des Wärmetransports informiert. Konvektion (wo die wärme mit der Matterie wandert), Wärmeleitung (wo die wärme durch die Matterie wandert) und Wärmestrahlung (was ohne Matterie erfolgen soll). Als beispiel für die Wärmestrahlung nahm unser Lehrer die Sonne. Von ihr wird Wärme abgegeben und durch das große Vakuum (Weltall) auf die Erde transportiert. Meine Frage ist, ob es denn nicht sein könnte, dass die Photonen die Wärme transportieren? Und wenn nein, woher wissen wir das? Wie könnte man so etwas nachprüfen?
vielen dank schon mal im vorraus
mfg
Adriana
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:12 Do 10.11.2005 | | Autor: | Adriana |
Hallo Herby!
"das mit der Wärme und der Sonne geht aber anders - oder warum ist es im All kälter als auf der Erdoberfläche ![[kopfkratz3]](/images/smileys/kopfkratz3.gif "[kopfkratz3]") "
...um nun ja vieleicht weil es im All keine Matterie gibt, die sich erwärmen könnte? keine ahnung! ich bin doch hier die jenige, die fragen stellt! ;) hehe naja warum ist es denn dann so? (ich nehme an meine lösung war falsch)
"finde mal heraus, warum etwas Dunkles sich stärker erwärmt als etwas Helles. Das hat garantiert nix damit zu tun, dass irgendwelche Photonen die Wärme der Sonne übertragen. "
gut also den zusammenhang sehe ich jetzt gerade nicht. aber etwas Dunkles erwärmt sich stärker als etwas Helles, da es mehr licht absorbiert.
Liebe Grüße
Adriana
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 08:53 Fr 11.11.2005 | | Autor: | Herby |
Hallo Adriana,
Hallo Leduart,
Hallo Steelscout,
...... wir reden also alle vom SELBEN! Wollt ich nur mal so bemerken!
Die Erklärung von Leduart ist recht anschaulich, im Gegensatz zu meiner ![[peinlich]](/images/smileys/peinlich.gif "[peinlich]")
Aber ich hatte ja auch bloß 'ne Mitteilung verschickt 
Ok, ich wollte doch nur damit ausdrücken, dass nicht die WÄRME übertragen wird, sondern, dass wenn die klitzekleinen Teilchen auf etwas Riesiges treffen die mitgebrachte Energie in WÄRME (und noch ein paar andere Energieformen) umgewandelt wird. Es wird aber nicht die WÄRME mitgebracht! Und im All ist halt nix zu treffen (demhaltentsprechend auch nix Wärme).
Ich hätte da gleich noch 'ne Frage, denn ich bin auch zum Fragen hier und außerdem hat Karl gesagt, man soll immer Fragen ![[aufgemerkt]](/images/smileys/aufgemerkt.gif "[aufgemerkt]") .
Ich hab das wirklich in der Schule verpasst - Kann man "Wärme" definieren?
Liebe Grüße
Herby
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@ Adriana - sorry, dass ich mich in deinen Strang reinfrage ![[grins]](/images/smileys/grins.gif "[grins]")
Eventuell könnte man hier auch eine ordentliche FRAGE draus machen, wenn man das kann
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:13 Fr 11.11.2005 | | Autor: | Adriana |
"Ich hab das wirklich in der Schule verpasst - Kann man "Wärme" definieren? "
"Wärme" ist letztendlich eine zugeführte Energie (mit der Formelzeichen [mm] W_{Q}) [/mm] die entweder in from von Arbeit oder Temperatur dem Körper zugefügt werden kann. dabei gilt
[mm] W_{Q} \sim [/mm] m (wenn die Temperaturerhöung contstant bleibt)
und
[mm] W_{Q} \sim \Delta \nu [/mm] (Delta Tetta steh für die Temperaturerhöhung) (wenn m const.)
ja und so kommt man auf die spezifische Wärmekapazität....
was der Formelzeichen "c" zugeteilt wurde).
damit ergibt sich
c= [mm] \bruch{W_{Q}}{m*\Delta \nu}
[/mm]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:25 Fr 11.11.2005 | | Autor: | Adriana |
Hallo an alle!
"Ok, ich wollte doch nur damit ausdrücken, dass nicht die WÄRME übertragen wird, sondern, dass wenn die klitzekleinen Teilchen auf etwas Riesiges treffen die mitgebrachte Energie in WÄRME (und noch ein paar andere Energieformen) umgewandelt wird. Es wird aber nicht die WÄRME mitgebracht!"
ja warte mal! hier stimmt doch irgendetwas nicht!!! wenn fotonen keine masse haben, können die doch auch keine reibungskraft oder ehnliches erzeugen.... es sei denn ihre schnelligkeit wird vermindert (was bedeuten würde, dass sie schnell an Masse gewinnen würden) doch Leduart hat doch gesagt dass das nicht geht!! **verwirrt** was denn nun?
Grüße
Adriana
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:30 Fr 11.11.2005 | | Autor: | steelscout |
Nochmal zur Wärme selbst: Wärme ist über Systemgrenzen transportierte thermische Energie, nicht zwingend thermische Energie selbst.
@Adriana:
Energieumwandlungen und Wärme - Effekte haben nicht zwangsläufig immer etwas mit einem mechanischen Vorgang wie Reibung zu tun. Stell es dir doch so vor, dass ein Teil der Energie der Photonen bzw. der Lichtwelle von den Teilchen des Stoffes, der Haut oder was auch immer, absorbiert wird und den Stoffteilchen ermöglicht sich schneller zu bewegen.
(Die Temperatur eines Körpers ist abhängig von der mittleren kinetischen Energie seiner Teilchen)
Also nochmal kurzgefasst: Es geht hier nicht um eine direkte Krafteinwirkung, aber das ist ja nicht der einzige Weg der Wechselwirkung.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:01 Do 10.11.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo Adriana
Erstmal, deine Frage ist gut, und deine Antwort an Herby auch. Im Weltraum ist (fast) keine Materie (mit einem t) und deshalb keine Erwärmung.
Und das mit dem schwarz und weiss ist auch richtig!
Wenn du also weisst, dass z.bsp. schwarze Körper Licht, also fotonen absorbieren, kann man damit die Frage lösen, ob Fotonen Materie sind.
Der schwarze Körper wird nicht schwerer, d.h. er nimmt mit den Fotonen keine Materie auf. Fotonen oder Photonen sind eine Art "Teilchen" die man sich sehr schwer vorstellen kann. Sie besitzen keine eigentliche Masse, den dann könnte man sie bremsen. Sie haben aber immer Lichtgeschwindigkeit. In "Ruhe" existieren sie nicht. Aber sie haben Energie. und nach Einstein ist Masse immer mit Energie verbunden. [mm] E=mc^{2}. [/mm] dabei ist für normale Teilchen die Masse [mm] m=bruch{m_{0}}{\wurzel{1-v^{2}/c^{2}}}
[/mm]
dabei ist c die Lichtgeschwindigkeit, [mm] m_{0} [/mm] die Masse bei Geschwindigkeit 0 und v die Geschwindigkeit der Masse. Wenn vbeinahe c ist, ist der nenner ganz klein, die Masse also riesig. wenn v=c ist kann [mm] m_{0} [/mm] nur noch 0 sein, sonst käm ne unendliche Masse raus.
Wenn also Strahlung von der Sonne zu uns kommt, transportiert sie Energie, und im Einsteinschen Sinn damit auch Masse. von Materie im eigentlichen Sinn spricht man aber nur wenn etwas auch in Ruhe Masse hat.
So habt ihr also beide recht, du und die Lehrerin. Wegen Einstein transportiert die Sonnenstrahlung auch Masse, aber es ist reiner Energietransport, der weder Material ist, noch Materie braucht, um transportiert zu werden.
Ich hoff, die Erklärung ist dir nicht zu hoch, aber auch berühmte Physiker haben lange gebraucht, um zu verstehen, was Photonen sind. (Sie haben nämlich noch mehr komische Eigenschaften, als du dir denken kannst.)
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:25 Do 10.11.2005 | | Autor: | Adriana |
Hallo Leduart!
Vielen dank für deine Antwort! Ich habe die Frage auch im Unterricht gestellt doch der Lehrer hatte es nicht verstanden.
Prinzipiel meine ich deine Antwort verstanden zu haben, doch es erweckt nur noch mehr Fragen. Wenn Fotonen keine Masse haben ...warum werden Farben, wenn, sie in der Sonne liegen dann blasser? Ich habe es mir bis jetzt immer so vorgestellt, dass die Photonen da drauf prallen und weil sie ja auch eine Masse haben (habe ich vorher gedacht) die Farbe stück für stück 'beschädigen'. Da dies aber laut deiner Erklärung nun offensichtlich nicht der fall sein kann weis ich nicht mehr, wie ich das mir vorstellen kann. Könntest Du mir da auch noch helfen?
Gruß
Adriana
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 20:06 Do 10.11.2005 | | Autor: | steelscout |
Hi,
wie du sicher schon weißt, eignet sich die Vorstellung von Licht als Teilchen nur in einigen Fällen zur Erklärung. Denn Licht ist im Grunde ja eine elekromagnetische Welle, die "Photonen" das kleinstmögliche "Energiepaket" davon, auch Lichtquant genannt. (Eine weitere Möglichkeit sich die Masselosigkeit anschaulischer vorzustellen).
Nur damit vielleicht eine weitere Quelle von Ursachen der Lichtverhaltens deutlicher wird.
Nun weiß ich ehrlich nicht, wie die Farben verblassen, aber ich kann dir schonmal sagen, dass es trotzdem viele Wege gibt, wie die Lichtwelle mit der Kleidung wechselwirken kann. Es gibt sogar einen Strahlungsdruck(was wieder fragen lässt, wie etwas masseloses eine Kraft ausüben kann, Stichwort Absorption). Mit der Absorption hängt auch unser Farbsehen zusammen, vielleicht ändert dauerhafte Bestrahlung das Absorptionsverhalten, aber das ist jetzt mal ins Blaue geraten.
Du siehst also, es gibt viele Wege bestimmte Lichteffekte zu erklären. Nur mal als kleiner Ausblick, der Physiker Feynman konnte bestimmte Reflexions und Interferenzphänomene des Lichtes erklären, indem er gesat hat, das Photon geht nicht einen bestimmten weg vom Startpunkt bis zum Ziel, sondern jeden möglichen Weg gleichzeitig!
Also wie Leduard schon gesagt hat, das Licht ist schon ein komischer Kauz und eine ganz korrekte Beschreibung würde wohl den Rahmen hier sprengen.
Abschließend leg ich dir noch den Wikipedia Text zum Licht ans Herz:
http://de.wikipedia.org/wiki/Licht
PS:
Hinsichtlich der Erklärung mit der Materiewelle muss ich aber sagen, dass ich gelernt habe, dass sich Materiewellen (eben im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen) nicht ohne Medium, d.h. nicht im Vakuum fortpflanzen können.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 19:43 Fr 11.11.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo steelscout
Unter Materiewellen versteht man i.A. z.Bsp Elektronenstrahlen., und die laufen natürlich durchs Vakuum,z. Bsp. im Elektronenmikroskop!
Schallwellen, Wasserwellen Erdbebenwellen sind Wellen IN Materie, die Eigenschaften der Materie zur Schwingung ausnutzen und brauchen deshalb genau die Materie, die sie bewegen.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:14 Fr 11.11.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo Adriana
Du stellst gute Fragen! Ähnlich wie du hat auch Newton schon gesagt, dass das verblassen von farbe darauf schleissen lässt, dass Licht aus winzigen Materieteilchen besteht. Er hat allerdings gedacht, dass die Farbteilchen aus dem Material (bitte, bitte mit EINEM t) herausfliegen und ein paar in das Auge und dass man drum Farbe sieht und sie nach und nach verblasst. Nun hast weder du noch Newton recht. Ein bissel Chemie kannst du doch sicher. Unter dem Einfluss der Energie des Sonnenlichtes passiert ein Prozess, bei dem Farbmoleküle kaput gehen können. Dass Farbe was mit der
chemie zu tun hat, hast du sicher schon mit den sog. Indikatoren für Säuren und laugen usw. gesehen. da wird eine rote Flüssigkeit plötzlich farblos, wenn man was dazuschüttet, oder eine farblose rot, oder rot wird zu blau usw. Das sind alles chemische Umwandlungen in andere Stoffe. Ähnliches passiert beim Verblassen. Wenn du ein schwarz gemaltes Ei in die Sonne legst, wird es hart gekocht. (musst du allerdings in die Sahara gehn und auch da ne Weile warten.) Also noch mal. Licht und Wärmestrahlen=infrarotes Licht transportieren Energie. Solange das Licht sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt hat es auch Masse. Nur keine "Ruhemasse". Deshalb könnte es auch theoretisch was anstossen und rausschmeissen! Wenn Licht auf manche Materialien trifft, schleudert es auch einige der kleinsten Teilchen, nämlich Elektronen raus. Und das kann man mit seiner Masse erklären. Für Atome allerdings reicht die Energie nicht. Du kannst nen Medizinball ja auch nicht mit ner Erbse beschießen und dann fliegt er weg!
Aber Licht kann durch die Masse, die es hat, solang es sich mit Lichtgeschw. bewegt schon auch was bewegen. Nur braucht man dann seeeehhhr viele Lichtteilchen = Fotonen, dann kann man im Weltall mit Licht und riesigen "Segeln" sich fortbewegen! Eine Erbse kann den Medizinball nicht bewegen aber Millionen, die von derselben seite draufprallen schon, wenn auch nur langsam.
Frag nur weiter, wenn was nicht klar ist. Ich denk mal bei dem Interesse nimmst du in der Oberstufe Physik, da wirds erst richtig spannend, und du erfährst ne Menge über Fotonen und Lichtwellen. Aber so richtig vorstellen kann man sie sich nie. Nur immer Bilder die mal mehr, mal weniger passen.
Das ist leider in der ganzen Physik die sich mit "Elementarteilchen" beschäftigt so. Die meisten Vorstellungen, die ja aus unserer Anschauung in der "großen" Welt stammen passen nicht mehr so richtig. Das Kleinste Teilchen das Ich mir noch richtig vorstellen kann ist ein winziges Staubkorn. aber die Teilchen, von denen wir hier reden sind viele 100000000 mal kleiner!
Gruss leduart.
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![[haee]](/images/smileys/haee.gif "[haee]"){kind=small}
