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Referat: Die Sonne , der größte Stern unseres Sonnensystems

Alles zu Sonne,  Mond und Sterne

Das Thema der PowerPoint Präsentation ist die Sonne.



Es ist gegliedert in:
Allgemeines
Physikalische Daten
Entstehung
Wie lange gibt es die Sonne noch?
Aufbau
Sonnenaktivitäten
Strahlung
Quellen

1. Allgemeines
- astronomisches Zeichen:
- ist der Zentralkörper des Sonnensystems
- mit 1 AE der erdnächste Stern
- Ist ein Stern in der Milchstraßengalaxie
- Ihre Strahlung ist Grundvoraussetzung für den Wärmehaushalt
> ermöglicht Leben auf der Erde
- Ist im HerzsprungRussel-Diagramm ein Hauptstern

Herzsprung-Russel-Diagramm?
- Vergleicht die Sterne nach folgenden Kriterien:
Entwicklungszustand
Strahlungstyp
Spektraltyp
Temperatur
Hauptreihenklasse
> Geburt des Sternes ist abgeschlossen

2. physikalische Daten
Mittlere Entfernung: 149,6 Mio. km
Kleinster Erdabstand: 147,1 Mio. km
Größter Erdabstand: 152,1 Mio. km
Äquatordurchmesser : 1.392.700 km
Masse: 1,9891030 kg
Mittlere Dichte: 1,408 g/cm3
Radius: 700.000 km
Hauptbestandteile:
- Wasserstoff: 73 %
- Helium: 25 %
(- Stickstoff, Neon, Kohlenstoff, Sauerstoff)
Rotationsenergie: 2,41035 J
effektive Temperatur: 5506.8 °C
Neigung der Rotationsachse: 7,25°
Leuchtkraft: 3,8461026 W
Spektraltyp: G2V

3. Entstehung
- nach dem Urknall entstanden die ersten Sterne
- Bildung von massereichen Sternen aus Urmaterial
- lebten nur wenige hundert Mio. Jahre
> Beim Sterben eines Sterns Supernova Explosion
- Durch Kernschmelze wurde aus Wasserstoff auch andere chem. Elemente
> Bsp. Helium, Kohlenstoff, Sauerstoff, Silizium, Eisen
- Stoffe wurden bei der Explosion im Weltall verteilt
> breiten sich in Staub und Gaswolken aus
> Entstehung neuer Sterne
- Sonne bildete sich vor ca. 4.7 Mio. Jahren
- besteht aus dem Material das sterbende Sterne von sich schleuderten
- Hauptbestandteil: Wasserstoff + Helium
- geringe Mengen von Eisen
- am Anfang unserer Sonne Waren nur Staub- und Gaswolken vorhanden
- Bildung einer Gaswolke mit homogenem Material (gleichmäßig verteilt)

- 2 Möglichkeiten der Entstehung
1. kollabieren einer Gaswolke
> sie stürzt unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammen
> es bildet sich ein Verdickung im Zentrum
> dort sammelt und verdichtet sich ein Großteil der Materie aus der Wolke
> die Sonne und unsere Planeten entstehen langsam durch diesen Vorgang

2. Gaswolke wird durch eine nahe Supernova Explosion gestört
> Schockwelle sorgt für eine Verdickung
> daraus entwickelt sich die Sonne
> Wolke wird gleichzeitig mit neuen chem. Elementen angereichert
> es entstehen Festkörper Planeten
- aufgrund der Schwerkraft zieht die Sonne alles an sich an: was in ihrer Nähe ist, was leichter ist als sie
- Kettenreaktion:
> Masse wächst
> immer mehr Material wird angezogen
- Material sammelt sich in der Mitte
- durch die Massenansammlung steigt die Dichte
> steigende Temperatur im Inneren
- nach einigen Mio. Jahren entsteht ein Protostern
- er besitzt im Inneren eine Temperatur von mehreren Mio. Grad Celsius
> Kernschmelze ( Wasserstoffkerne zu Helium)
- Energie wird frei gesetzt
> äußert sich durch die Freisetzung von Licht und Strahlung nach außen
- Protostern leuchtet zum ersten Mal
- vom Protostern zur Sonne dauert es ca. 10 Mio. Jahre

4. Wie lange gibt es die Sonne noch?
- Lebensdauer lässt sich berechnen
- sie befindet sich in ihrer Lebensmitte
- 4,5 Mrd. Jahre sind bereits vergangen seit ihrer Entstehung
- nach der selben Zeitspanne ist der Wasserstoffvorrat erschöpft
> Sonne erlischt
- Helligkeit und Temperatur der Sonne ändern sich mit der Zeit
> sie steigert sich in Wärme und Helligkeit
- in ca. 100 Mio. Jahren ist es auf der Erde zu heiß für mögliches Leben
- beim kompletten Verbrauch von Wasserstoff kommt die Kernschmelze zum stillstand
- Sonne wirft ihre äußere Schicht ab und dehnt sich aus
> dabei verschluckt sie Merkur und Venus
- Stadium wird roter Riese genannt
> Stern wird größer und strahlt rötliches Licht ab
- sie verbleibt ca. 600 Mio. Jahre in diesem Stadium
- dann werden die äußeren Schichten wieder zusammen gezogen und abgestoßen
- Vorgang wiederholt sich mehrmals in immer kürzeren Abständen
- dann werden die äußeren Schichten endgültig abgestoßen
- um den ehemaligen Stern bildet sich planetarischer Nebel
> dehnt sich immer weiter aus
- die Sonne endet als weißer Zwerg
- sie kann trotzdem noch von Planeten und Monden umkreist werden
- sie erreicht eine erdähnlichen Größe
- schwaches Glimmen
- sie verflüchtigt sich immer weiter
> irgendwann ist nur noch ein schwarzer Klumpen vorhanden
- dieses Endstadium nennt sich schwarzer Zwerg
> viele Planeten kühlen aus

5. Aufbau
- die Sonne besteht aus Wasserstoff und Helium (3:1)
- 10% an schwereren Elementen (Metalle)
- 1,4 Mio. km Durchmesser (Erde- 13.000 km)
- zwiebelähnlicher Aufbau (mehrere Schichten)

Kern:
Durchmesser: 175.000 km
Temperatur: 15 °C
Druck: 200 Mrd. bar
mittlere Leistungsdichte:140 Watt pro m³

- Gesamtleistung ist die Folge des großen Volums und der hohen Kerntemperatur

Kernfusion ???
- aus 4 Wasserstoffatomkernen wird ein schwerer Heliumkern
- dabei wird sehr viel Energie freigesetzt
- 1 sec. 5 Mio. Tonnen an Energie
- Freisetzung in Form von Licht und Wärme

Strahlungszone:
- umgibt den Kern
- transportiert die im Kern erzeugte Wärme weiter an die Oberfläche
- Photon stößt beim durchqueren der Schicht häufig mit anderen Teilchen zusammen
> wird oft vom direkten Weg abgelenkt
- auf dem Weg eines Lichtteilchens vom Kern bis zum verlassen der Sonne können bis zu 10 Mio. Jahre vergehen
- Temperatur: 5 15 °C

Konvektionszone:
- Temperatur: 3 Mio. °C
- Energie kann wegen der niedrigen Temperatur nicht als Strahlung an die Oberfläche treten
- Aufsteigen von glühenden Materialbrocken
> Granulen
- an der Sonnenoberfläche kühlen sie ab und sinken wieder in die Tiefe
> Konfektion
- es ist eine 200 km dicke Schicht

Photosphäre:
- sichtbare Oberfläche
- Temperatur: 6.000 °C
- 400 km dicke Gasschichte (nicht fest aber undurchdringlich)
- ist die hellste Schicht
> hier wird Energie in Form von Strahlung nach außen abgegeben

Chromosphäre:
- Strahlung der Photosphäre wird zu einem kleinen Teil absorbiert
- bei Sonnenfinsternis zeigt sich eine rötlich leuchtende Linie
- ist 12.000 km dick
- Temperatur: 10.000 °C
- dort entstehen die Fraunhofer'schen Linien
> absorbiertes Licht
- aus den Linien erkennt man die chem. Zusammensetzung der Sonne

Korona:
- nur bei totaler Sonnenfinsternis für uns sichtbar
- Strahlen erstrecken sich mehrere Mio. km in den Weltraum
- Temperatur: 1 2 Mio. °C
- die Form verändert sich ständig
- sie besteht aus sehr dünnem Gas

6. Sonnenaktivitäten
- zyklische Veränderung der Sonne
- hängt mit heißem Gas und dem sich ändernden Magnetfeld zusammen
- auffälligste Aktivitäten:
> Sonnenflecken
> Lage zum Äquator
- Sonnenzyklusdauer: ca. 11 Jahre
- Sonnenaktivitäten sind verantwortlich für:
> das Weltraumwetter
> das Polarlicht
> Ausbreitung der radioaktiven Wellen auf der Erde

Sonnenflecken:
- strahlen weniger sichtbares Licht ab
- sind kühler als der Rest der Photosphäre
> dunkle Stellen auf der Sonnenoberfläche

Ursache???
- Störung des Magnetfeldes
> Behinderung der Konvektion
- Bildung einer Fackel
- westlich daneben entsteht ein Fleck
- Fleck besitzt eine Größe von mehreren Tausend Kilometern
- nach ein paar Stunden bilden sich östlich der Fackel weitere Flecken
> verschmelzen miteinander
- Flecken bilden eine Penumbra ( kühleres Gebiet als direkte Sonne)
- zwischen den Flecken entstehen immer mehr Flecken
> verblassen nach einiger Zeit
- westlicher Fleck kann als einziger mehrere Monate an der Oberfläche überdauern
- nur 50% der Flecken werden älter als 2 Tage
- Fleckengruppen verlaufen parallel zum Sonnenäquator
- Temperatur: 4000°C
- sind die aktivsten Regionen der Sonne
- möglicher Strahlungsausbruch Richtung Erde
> Störung des Erdmagnetfeldes
> Beeinträchtigung von Satelliten
> hohe Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Polarlichter

Gaswolken:
- durch starkes Magnetfeld bei großen Sonnenflecken
- heißes Gas wird aus der Sonne ins All geschleudert
- Wolken sind elektrisch geladen
> stören das Erdmagnetfeld

Flaires:
- plötzliche Strahlungsausbrüche in der äußeren Schicht
- Dauer: Minuten bis Stunden
- auftreten von: Gammastrahlung, UV-Strahlung, Radiostrahlung

geomagnetischer Sturm:
- Störung das Magnetfeldes
- auf der Erde ungefährlich
- bei Raumfahrten lebensbedrohlich
- großer Sonnensturm - 2012
- sorgte für Polarlichter im Norden Europas
- Solarstrahlung
> von der Sonne emittierte elektromagnetische Strahlung
- außerhalb der Erdatmosphäre ankommende Strahlung
> extraterrestrische Strahlung
- elektromagnetische Energie bei der Wasserstoff freigesetzt wird
- Intensität und Verteilung der Sonnenstrahlung hängt von der Zusammensetzung der Atmosphäre ab
- Unterschied zwischen direkter und diffuser Strahlung
- elektromagnetische Energie wandert in rhythmischen Wellen durch den Raum
- Abstand zwischen den Kämmen der Wellen = Wellenlänge
- Wellenlänge variiert (Gammastrahlung bis Radiowellen)
- verschiedene Wellenlängen nehmen wir als Farben war

- 0,2 - 0,38 Mikrometer = ultravioletter Bereich
- 0,38 - 0,78 Mikrometer = sichtbarer Bereich
- 0,78 - 10 Mikrometer = infraroter Bereich

ultraviolettes Licht:
- auch Schwarzlicht
- kurze Wellenlänge
- kann der Mensch nicht sehen
- Unterscheidung in: UV(C), UV(B) und UV(A)
- UV(A) gelangt zum größten Teil an die Erdoberfläche

infrarotes Licht:
- auch Wärmestrahlung
- sehr lange Wellenlänge
- auch im Vakuum möglich
- kann von Körpern reflektiert und absorbiert werden
- wird durch Solarzellen und Sonnenkollektoren genutzt

sichtbares Licht:
- für das menschliche Auge der einzig sichtbare Teil der elektromagnetischen Wellen
- kann von Körpern absorbiert und Reflektiert werden
- Pflanzen absorbieren die Wellenlängen, welche uns blau und rot erscheinen
- reflektieren das gründe Licht am stärksten
> sehen für uns grün aus

7. Quellen
Brockhaus Enzyklopädie
Astronomie Buch
https://de.wikipedia.org/wiki/Licht#Licht_als_elektromagnetische_Welle
http://www.google.de/search?hl=de&site
http://www.uni-duesseldorf.de/MathNat/Biologie/Didaktik/Fotosynthese_neu /Dateien/licht/licht.html
http://www.astrokramkiste.de/sonne
http://m.schuelerlexikon.de/mobile_physik/Infrarotes_und_ultraviolettes_Licht.htm
Inhalt
In diesem saehr umfangreichen Referat (PowerPoint Präsentation) wird die Sonne mit ihren Eigenschaften vorgestellt. Zu Beginn werden allgemeine Fakten beschrieben, bevor physikalische Daten, auffällige Sonnenaktivitäten, etc. erläutert werden.
Außerdem wurde in diesem Referat die Wirkungsweise der Sonnenstrahlung verdeutlicht. (1506 Wörter)
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10.04.2015 von Valen
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