Welche Farbe hat die Sonne??

Von Lou Mayo –

Scheint wie eine dumme Frage; „Welche Farbe hat die Sonne?”. Jeder weiß, dass die Sonne gelb ist, oder? Es ist genau dort am Himmel; Du musst nur schauen, um das zu wissen (OK, schau nicht wirklich auf die Sonne…). Nun…nicht so schnell. Es stellt sich heraus, dass es auf diese scheinbar einfache Frage viele absolut korrekte und absolut unterschiedliche Antworten gibt.,

Unsere Farbwahrnehmung wird natürlich beeinflusst von der Wellenlänge des emittierten Lichts, der Intensität des emittierten Lichts (ich werde dies später erklären), Umweltfaktoren, der Fähigkeit und den Grenzen unserer Augen, Licht zu sammeln, und schließlich unserem Gehirn. Beginnen wir also mit der Wellenlänge des Lichts.

Wie bei jeder Materie strahlt die Sonne ein“ schwarzes Körperspektrum “ aus, das durch ihre Oberflächentemperatur definiert ist., Ein schwarzes Körperspektrum ist das Kontinuum der Strahlung bei vielen verschiedenen Wellenlängen, das von jedem Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt emittiert wird. Für unsere Sonne ist diese schwarze Körperkurve oder „Plankenfunktion“ eine glatte, fast glockenförmige Kurve, die elektromagnetische (EM) Strahlung bei vielen verschiedenen Wellenlängen von sehr langem Infrarot bis sehr kurzen ultravioletten Wellenlängen beinhaltet., Bei sehr heißen, explosiven, hochenergetischen Sonneneruptionen emittiert die Sonne auch große Mengen an Röntgen – und Gammastrahlung, bis zu über 100 MeV-Energien und bis zu 1032 ergs Energie in nur wenigen Sekunden oder zehn Sekunden! Diese massiven Sonneneruptionen sind riesige Explosionen in der Sonnenatmosphäre, die durch die plötzliche Freisetzung von Magnetfeldenergie verursacht werden und in der Nähe des Sonnenmaximums auftreten. Die Fackeln beschleunigen auch geladene Teilchenplasmen auf hohe Geschwindigkeiten, was zu einer Funkemission führt. Die Sonne emittiert also tatsächlich Energie bei allen Wellenlängen von Radio zu Gammastrahl., Wie im obigen Bild zu sehen ist, emittiert es jedoch den größten Teil seiner Energie um 500 nm, was nahe an blau-grünem Licht liegt. Man könnte also sagen, dass die Sonne blau-grün ist! Diese maximale Strahlungsfrequenz wird von der Oberflächentemperatur der Sonne bestimmt, etwa 5.800 K. Eine höhere Oberflächentemperatur würde zu einer kürzeren maximalen Wellenlänge führen und unsere Sonne könnte im blauen oder violetten Teil des Spektrums (oder sogar im Ultraviolett!). Eine niedrigere Oberflächentemperatur und das Spektrum unserer Sonne könnte im gelben oder orangefarbenen oder sogar roten Teil des Spektrums seinen Höhepunkt erreichen. Aber das ist Physik, nicht Wahrnehmung., Ich muss hier eine weitere spektrale Signatur der Sonne beachten, den Photonenfluss. Wenn wir die von Max Planck gefundene Beziehung verwenden, E = hf (dh Energie = die Planck-Konstante mal die Frequenz) und die Sonneneinstrahlung in Photonenzahlen umwandeln, ist die spektrale Signatur über sichtbare Wellenlängen viel flacher und die Sonne wird als gelber wahrgenommen.

Wenn wir über der Atmosphäre wären, sagen wir auf der Internationalen Raumstation und die Sonne betrachten (durch unser gefiltertes Visier), würde die Sonne weiß erscheinen! Warum?, Denn obwohl die Sonne im grünen Teil des Spektrums am stärksten emittiert, emittiert sie auch stark in allen sichtbaren Farben – Rot durch Blau (400 nm bis 600 nm). Unsere Augen, die drei Farbkegelzellrezeptoren haben, berichten dem Gehirn, dass jeder Farbrezeptor vollständig gesättigt ist, wobei signifikante Farben bei allen sichtbaren Wellenlängen empfangen werden. Unser Gehirn integriert diese Signale dann in eine wahrgenommene weiße Farbe.

Hier auf der Erde spielt die Atmosphäre eine Rolle in der Farbe der Sonne., Da blaues Licht mit kürzerer Wellenlänge effizienter gestreut wird als rotes Licht mit längerer Wellenlänge, verlieren wir einen Teil der blauen Tönung der Sonne, wenn Sonnenlicht durch die Atmosphäre strömt. Darüber hinaus werden alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts, das durch unsere Atmosphäre strömt, gedämpft, so dass das Licht, das unsere Augen erreicht, die Kegelrezeptoren nicht sofort sättigt. Dadurch kann das Gehirn Farbe aus dem Bild mit etwas weniger blau – Gelb wahrnehmen. Obwohl es keinen Einfluss darauf hat, was unsere Augen sehen, wird die gesamte Röntgen-und Gammastrahlung herausgefiltert, bevor sie sich dem Boden nähert., Die meisten UV ist absorbiert durch stratosphärische ozon (über 10 km) und die meisten IR ist absorbiert durch wasser dampf und andere moleküle mit nicht – null dipol momente.

Wenn Sonnenlicht wie bei Sonnenaufgängen und Sonnenuntergängen viel Atmosphäre durchdringt, wird natürlich noch mehr blaues Licht gestreut und ein viel größerer Prozentsatz des längsten Wellenlängenlichts (Rot) gelangt zu unseren Augen.

Sie sehen also, es gibt keine einfache Antwort auf diese Frage, aber die gute Nachricht ist, dass Sie fast jede Antwort verteidigen können!