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Die Sonne, ein elektromagnetischer Strahler!

Pressemeldung EMV-electronics GmbH 16.12.2019

Natürliche Strahlung
Für die Lebewesen auf der Erde ist die Strahlung der Sonne eine elementare und natürliche Quelle von Energie. Diese Strahlung wird deshalb auch als natürliche Strahlung bezeichnet. Doch was strahlt die Sonne tatsächlich aus? Zwei Dinge sind offensichtlich, nämlich Wärme und Licht. Dabei strahlt die Sonne wesentlich mehr als diese zwei Energiekomponenten aus. Betrachtet man die Strahlung, welche auf den Erdboden trifft, so lassen sich zunächst drei wichtige Bereiche festhalten, welche sich durch die Längen der ausgesandten elektromagnetischen Wellen charakterisieren lassen: Es sind das sichtbare Licht, die Ultraviolette Strahlung (UV) und die Nahe Infrarotstrahlung (NIR).

Die Abbildung zeigt dabei die elektromagnetischen Wellenlängen dieser Strahlung.

Sonnen Spektrum

Auch wenn wir die NIR-Strahlung als Wärme und die unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts als Farben wahrnehmen, handelt es sich bei allen drei Bereichen um elektromagnetische Strahlung.

Die Unterscheidung durch die Wellenlänge reicht jedoch allein nicht aus. Dieses wird bei der UV-Strahlung besonders deutlich. Diese kann für den Menschen gefährlich werden, nicht nur weil man sie nicht sehen oder fühlen kann, sondern insbesondere weil diese wesentlich höhere Energie mit sich führt als die Wellen der zwei vorstehend genannten Strahlungsbereiche. Anders ausgedrückt, je kürzer die Wellenlängen werden, desto mehr Energie führen die elektromagnetischen Wellen mit sich. Dieses lässt sich nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ gut messen. Vergleicht man die Energie der ultravioletten Strahlung bei 10 Nanometern mit der bei 400 Nanometern, so ist diese 40-mal höher bei der kürzeren Wellenlänge.

Betrachtet man die mittlere Intensität der Sonnenstrahlung an der äussersten Schicht der Atmosphäre, so liegt diese bei 1'366,1 Watt pro Quadratmeter (Solarkonstante, teilweise auch 1'367 W/m2). Dieser Wert wurde durch langjährige Messungen ermittelt. Ferner hat man festgestellt, dass sich der überwiegende Anteil (ca. 99,5%) der Strahlung im Spektrum von 0,2 bis 5 Mikrometer befindet. Dies führt vielfach zu der Annahme, dass die Sonne nur im Spektrum von UV, sichtbaren Licht und Nahen bis Mittleren Infrarotbereich strahlt.

Diese drei Strahlungsbereiche sind jedoch nicht alles, da das elektromagnetische Spektrum der Sonne einen viel weiteren Bereich umfasst. Geht man von tatsächlicher Aktivität der Sonne aus, so müssen Sonneneruptionen (z.B. koronale Massenauswürfe, Sonnenblitze) berücksichtigt werden. Somit kommen an der oberen Schicht der Atmosphäre Röntgenstrahlung, harte UV-Strahlung und Radiowellen (von Millimeter- bis Kilometerlänge) an.

Da die wissenschaftlichen Untersuchungen der letzten Jahrzehnte sich stark auf das Spektrum der Hauptintensität der Sonne von 200 Nanometer bis 4 Mikrometer konzentriert haben, blieb vieles bis heute dazu in den Bereichen der harten UV-Strahlung, der Millimeterwellen und gewisser Infrarotbereiche unerforscht.