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Autor: Martin

Sind Leberflecken und Muttermal dasselbe, gibt es Unterschiede und was sind diese “Dinger” eigentlich, die so ziemlich jede_r hat?

Naevuszellnaevus GNU-Lizenz für freie DokumentationIm Grunde genommen werden “Muttermal” und “Leberfleck” synonym verwendet. Es gibt jedoch in der Schweiz und in Österreich eine Tendenz dazu eher “Muttermal” zu sagen. Dennoch könnte man einen Unterschied machen.

Leberflecken sind Pigmentstörungen einer bestimmten Art. Es handelt sich um sogennante Pigmentnävi. Das sind gutartige Wucherungen der pigmentbildenden Zellen. Muttermale sind eine Art Überbegriff. Mit ihnen kann jede gutartige Wucherung bezeichnet werden. Das heißt dann auch, dass das Muttermal nicht unbedingt bräunlich sein muss, sondern je nach wucherndem Zelltyp auch eine andere Farbe haben kann.

Leberflecke GNU-Lizenz für freie Dokumentation Einige Leberflecken entstehen während der embryonalen Entwicklung und stellen Entwicklungsstörungen dar, andere entstehen erst später durch Sonneneinstrahlung (Lentigo solaris). Der erste Typ ist nicht gefährlich, da sich keine bösartigen Wucherungen entwickeln. Bei dem zweiten Typ kann es jedoch ohne hinreichenden Sonnenschutz zu bösartigen Wucherungen kommen. Dabei handelt es sich dann um Hautkrebs. Deshalb sollte bei diesen Leberflecken besonders darauf geachtet werden, ob sich schwarze Stellen bilden. Eine Untersuchung kann nicht schaden. Gerade wer jetzt bei dem kommenden Sommer viel in der Sonne liegt, sollte aufmerksam sein.    [...mehr]



Autor: Martin

Der Titel führt etwas in die Irre. Die Explosion im Weltraum dürfte schon 7,5 Millarden Jahre zurückliegen. Sie war allerdings so gewaltig, dass man sie sogar mit bloßem Auge beobachten konnte. Wie kommt es jedoch zu einer solchen Supernova?

Supernova1987A public domainWie nun die hellste aller bisher beobachteten Supernovas entstand, das müssen die Physiker erst noch herausbekommen. Für Supernovas gilt jedoch, dass sie alle recht ähnlich ablaufen sollen. Sterne, wie unsere Sonne, verbrennen langsam. Dabei wird aus Wasserstoff Helium. Dies geschieht, indem jeweils zwei Wasserstoffatome zu einem Helimatom fusionieren. Dabei wird Energie freigesetzt. Wissenschaftler träumen übrigens davon, diese Art der Energiegewinnung in Kraftwerken realisieren zu können.

Reste einer Super Nova public domainWenn bei Sternen der Wasserstoff zu Helium geworden ist, hört damit die Fusion der Atomkerne noch nicht auf. Später bildet sich z.B. noch Kohlenstoff und Sauerstoff. Dies geht so weiter, bis Eisen entsteht. Eisen kann nicht so fusionieren, dass weiter Energie freigesetzt wird. Deshalb ist dann erstmal Schluss. Hat dieser Eisenkern jedoch eine kritische Masse überschritten (und die liegt deutlich höher als bei unserer Sonne), dann führt die Gravitationskraft dazu, dass der Eisenkern nicht stabil bleibt. Er fällt in sich zusammen. Das Eisen zerfällt in seine Bausteine. Am Ende bleiben nur Neutronen übrig.

Diese Fallen allerdings zunächst nicht in sich zusammen. Das bedeutet, dass alles was zuvor in Richtung Sternmitte zusammengefallen ist, aufeinmal auf den Neutronenkern stößt und von diesem in gewisser Weise abprallt und reflektiert wird. Trifft diese reflektierte Druckwelle auf den Gasmantel, der den Stern immernoch umgibt, wird dieser Gasmantel erhitzt und “abgesprengt”. Das ist es dann, was als Explosion sichtbar wird. Überschreitet der so entstandene Neutronenstern übrigens eine kritische Masse, so Fallen auch die Neutronen in sich zusammen – ein schwarzes Loch entsteht.    [...mehr]



Autor: Martin

Einige beschweren sich über Spargellandschaften und Diskoeffekte, dabei sind Winde ein wichtiger Energieträger der Zukunft.
Windkraftanlage GNU-Lizenz für freie DokumentationMittlerweile dürfte den meisten klar geworden sein, dass die Erde nicht unbegrenzte Ressourcen zur Verfügung stehen hat. Deshalb ist es wichtig nach regenerativen Energieträgern zu suchen. Einer davon ist die Sonnenenergie, deren Umwandlung in Strom ich im vorletzten Beitrag erklärt habe.

Ein spannender anderer Energieträger ist Wind. In gewisser Weise könnte man sagen, dass für Wind auch die Sonnenenergie eine wichtige Rolle spielt. Die Sonne erwärmt die Erde nämlich sehr ungleich. Wasser, Festland und Atmosphäre werden sehr ungleich erwärmt. Außerdem werden Tag- und Nachtseite ungleich erwärmt und der Äquator wird insgesamt stärker erwärmt als die Polarregionen. Dadurch kommt es zu einem unterschiedlichen Luftdruck auf der Erde. Die Luft ist bestrebt dieses Ungleichgewicht wieder auszugleichen. Dies geschieht, indem sich die Luftmassen in Bewegung versetzten. Dies ist aus den Wetternachrichten bekannt als Tief und Hochdruckgebiete, die sich bewegen. Sie bewegen sich aber nicht nur sondern zwischen ihnen wird auch Luft ausgetauscht. Hierdurch kommen Winde zustande. Dies ist jedoch nicht der einzige wichtige Faktor. Außerdem dreht sich die Erde. Dadurch wird eine Corioliskraft ausgeübt. Sie gibt der Luft noch etwas mehr Schwung. Diese Winde werden dann z.T. noch durch Geländearten gestoppt. Deshalb sind freie Flächen für die Nutzung von Windenergie besser. Daher stehen auch mehr Windräder in den nördlichen Regionen Deutschlands.

Der Wind setzt dabei die Rotorblätter der Windkraftanlagen in Bewegung. Diese Rotorblätter setzen einen Generator in Bewegung der diese Drehung in Strom umwandelt. Dies funktioniert ähnlich wie beim Fahrraddynamo. Die Rotorblätter erreichen dabei übrigens an ihren Enden eine Geschwindigkeit von bis zu 300 km/h.


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Autor: Martin

Einstein hat für seine wegbereitenden Studien den Nobelpreis bekommen. Er wußte zwar nicht, dass seine Erkenntnisse für den Umweltschutz bedeutsam sein werden, aber sie waren es. Die Wichtigkeit der regenerativen Stromerzeugung nimmt zu. Grund genug sich mal zu fragen, wie die Solarzellen eigentlich funktinieren.

Solarzellen GNU-Lizenz für freie DokumentationDas Grundprinzip ist ein einfach: Sonnenenergie wird in Strom umgewandelt. Die Technik die dahinter steckt ist jedoch nicht so einfach. Solarzellen wandeln mit Hilfe des photovaltaischen Effekts Licht in Strom um. Damit dies gelingt, müssen Solarzellen aus Halbleitern bestehen. Halbleiter leiten Elektrizität dann, wenn Licht auf sie trifft. Ist es dunkel und kalt, leiten sie keinen Strom. Halbleiter bestehen oft aus Silizium. Damit der Halbleiter zu einer Solarzelle werden kann, muss er dotiert werden. D.h. das Silizium wird mit einem anderen chemischen Stoff speziell “gemischt”. Dies kann je nach Element dazu führen, dass ein positiver Ladungsträgerüberschuss vorhanden ist (p-leitend) oder dass ein negativer Ladungsträgerüberschuss vorhanden ist (n-leitend). Nun wird eine p-leitende Schicht über eine n-leitende Schicht angebracht, so dass ein Grenzübergang zwischen p und n entsteht. Zwischen diesen beiden Schichten entsteht ein elektrisches Feld. Wenn nun Licht auf den Halbleiter trifft, kann die Energie, die vom Lichtteilchen erzeugt wird, wenn es auf ein Elektron trifft, genutzt werden. Die elektrische Energie fließt in dem elektrischen Feld des p-n Übergangs ab. Diese Technik wird ständig weiterentwickelt, um den Wirkungsgrad zu erhöhen und Solarzellen zu einer echten Alternative in der Energiegewinnung zu machen.    [...mehr]



Autor: Martin

Fast jede(r) weiß, dass man durch das zählen der Sekunden zwischen Blitz und Donner die Entfernung eines Gewitters berechnen kann. Aber wie ein Donner entsteht wissen viele nicht. Dem soll hier Abhilfe geschaffen werden.

Das laute Knallen, dass man wahrnehmen kann, ist ähnlich dem Knallen, dass man hört, wenn ein Flugzeug die Schallmauer durchbricht. Denn auch bei einem Donner dehnt sich die Luft mit einer Geschwindigkeit aus, die oberhalb der Schallgeschwindigkeit ist. Also wird auch hier die Schallmauer durchbrochen. Wenn ein Blitz durch die Luft geht, erhitzt er dabei die Luft sehr stark. Sie kann Temperaturen erreichen, die höher sind, als die auf der Sonne. Da sich Luft bei Erhitzung ausdehnt, tut sie das bei diesem plötzlichen, starken Temperaturanstieg sehr stark und durchbricht bei der Bewegung die Schallmauer. Dadurch wird dann eine Druckwelle in der Luft erzeugt, die als Knall wahrnehmbar ist und sich mit Schallgeschwindigkeit (332m/s) durch die Luft bewegt. Dadurch lässt sich dann auch die Entfernung berechnen. Licht ist “sofort” da, da es sich mit 300.000 km/s fortbewegt. Der Blitz wird also fast sofort gesehen und für jede Sekunde, die zwischen Blitzwahrnehmung und Donnerwahrnehmung liegt, müssen 332m Entfernung für das Gewitter angenoimmen werden. Ist die Entstehung des Donners mehr als ungefähr fünf Kilometer entfernt, so wird nur noch ein Raunen oder Grollen wahrgenommen. Das liegt daran, dass die Druckwelle des Donners bei dem Weg durch die Luft auf Winde, Temperaturänderungen oder Änderungen des Luftdrucks trifft. Dies lässt den Knall etwas “breiger werden”.    [...mehr]



Autor: Martin

Jeden Tag, zumindest wenn es nicht sehr bewölkt und schlechtes Wetter ist, kann man einen blauen Himmel sehen. In Deutschland vielleicht viel zu selten, aber Grund genug sich die Frage zu stellen: warum ist der Himmel eigentlich blau?

Blauer Himmel flickr©helmet13

Die Antwort darauf ist eigentlich nicht schwer und hat mit Lichtstreuung, Sonnenlicht und Teilchen in der Atmosphäre zu tun. Zunächst muss man wissen, dass das Sonnelicht aus allen Farbspektren besteht. Aus blauem, roten und gelben Licht. Damit wir den Himmel sehen können, muss es etwas am Himmel geben, dass blau erscheint. Zum Glück umgibt uns Luft und Luft besteht aus Teilchen. Auf diese Teilchen stößt das Licht der Sonne. Nun hängt es von der Lichtfrequenz ab was passiert. Blaues Licht hat eine deutlich höhere Frequenz als rotes Licht. Das Licht wird in Abhängigkeit der Frequenz an den Luftteilchen gestreut. Das rote Licht wird nicht so stark gestreut. Das blaue Licht wird dahingegen stärker gestreut und wird dadurch für uns sichtbar. Die Streuung nennt man Rayleigh Streuung. Da auf dem Mond keine Atmosphäre ist, erscheint der “Himmel” dort immer schwarz. Ein wenig trostlos. Was deshalb auch nicht auf dem Mond zu sehen ist, ist ein roter Sonnenaufgang bzw. Untergang. Steht die Sonne nämlich niedriger, ist der Weg des Sonnenlichts durch die Atmosphäre groß. Da dann das meiste hochfrequente blaue Licht schon gestreut wurde, sieht man die übrigen langen Wellenlängen im Verhältnis stärker un der Eindruck der Sonne wechselt zu Rot.



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Autor: Martin

Oft können wir sie sehen, aber nicht ganz. Regenbögen bilden einen Kreis, den wir zumeist nicht sehen. Aber warum sind sie so gebogen und warum sehen wir den Kreis nicht?

Regenbogen halb © Rolf HickerRegenbögen waren Gegenstand von Liedern und Gedichten, Geschichten und Mythologie aber folgendes ist der Grund, warum Regenbögen in der Natur so erscheinen, wie sie es tun:
Regenbögen sind hell und man kann sie nicht berühren. Die Sonne muss scheinen und sich hinter einem befinden und es müssen Wassertropfen in der Luft vor einem sein. Sonnenlicht leuchtet in die Wassertropfen, die als winzige Prismen, das Licht biegen oder “brechen” und es in die einzelnen Farben zerlegen.
Regenbogenstrahlen biegen zweimal. Wenn sie in die Tropfen eindringen, werden die Strahlen leicht gebogen, dann reflektieren sie an der Rückseite der Tropfen und biegen sich beim verlassen der Tropfen ein zweites Mal. Regenbogen ganz © flickr
Der Regenbogen ist kreisförmig, weil, wenn ein Regentropfen das Licht biegt, das Licht die Regentropfen in einem 40-42 Grad-Winkel wieder verlässt..
Die violett und blau Kurve wird in einem 40 Grad-Winkel gebogen und die orangen und roten Kurven in einem 42 Grad-Winkel.
Regenbögen haben keine “Enden”, sondern sind volle Kreise, aber wir können nicht sehen, weil der Horizont der Erde im Weg liegt.
Wenn die Sonne sehr niedrig am Himmel ist, entweder kurz vor oder kurz nach Sonnenuntergang oder Sonnenaufgang, dann können wir einen halben Kreis sehen. Je höher die Sonne am Himmel steht, desto weniger sehen wir dem Regenbogen.
Der einzige Weg, um den vollständigen Kreis eines Regenbogens am Himmel zu sehen, besteht darin, über dem Regenbogen zu sein und die Sonne hinter sich zu haben. Dies ist zumiest nur möglich beim einem Blick aus einem Flugzeug heruntzer auf die Tropfen.



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