Warum wärmt mich die Sonne?

Röntgenstrahlen wärmen dich auf . Es ist nur so, dass die Röntgenstrahlen pro Photon gefährlicher sind (sie können große Schäden an Zellen und DNA anrichten und bekanntermaßen Tumore und Krebs verursachen), sodass sie die Zeit, die Sie ausgesetzt sind, auf das Nötigste begrenzen ein klares Bild.

Die Gesamtenergie, die entsteht, wenn Sie mehrere Sekunden lang im Sonnenlicht stehen, ist viel höher als die Energie aller Röntgenstrahlen, die Sie wahrscheinlich in Ihrem Leben aufnehmen werden, weshalb Sie sie fühlen, aber die Röntgenstrahlen nicht spüren.

Nachtrag:

Gesamtenergie aus einem Röntgenbild. Ich habe diese Seite mit Strahlendosen aus gängigen radiologischen Behandlungen gefunden. Die angegebene maximale Strahlendosis beträgt 10 Millisievert (mSv). 1 Sv ist definiert als ein Joule (J) Energie pro Kilogramm (kg) Körpermasse. Unter der Annahme, dass eine durchschnittliche Person etwa 70 kg wiegt, entsprechen 10 mSv 0,7 J absorbierter Energie. Beachten Sie, dass die tatsächliche Energie wahrscheinlich etwas niedriger ist, da die Sievert-Definitionen auch die biologischen Wirkungen berücksichtigen (eine Dosis für ein inneres Organ wird also pro tatsächlichem Joule höher gewichtet als eine Dosis für einen Finger oder so). Aber das sollte eine anständige Annäherung sein.

Gesamtenergie aus Sonnenlicht. Die Sonne gibt im erdnahen Weltraum etwa 1300 Watt pro Quadratmeter (W/m²) ab, die sich nach dem Durchgang durch die Atmosphäre in der Tagesmitte auf etwa 650 W/m² reduziert. 1 Watt ist definiert als 1 Joule pro Sekunde (J/s). Das sind also etwa 650 Joule Energie pro Sekunde und Quadratmeter.

Laut dieser Seite beträgt die Oberfläche eines menschlichen Körpers zwischen 1 und 2 m². Mindestens die Hälfte davon befindet sich auf der Seite Ihres Körpers, die nicht der Sonne zugewandt ist, und Sie erhalten weniger Strahlung, wenn die Sonne auf das Ende Ihres Körpers (wie Ihren Kopf / Ihre Schultern) scheint und nicht auf die Vorder- oder Rückseite Ihres Körpers Karosserie. Wenn wir davon ausgehen, dass die Sonne direkt über Ihnen steht und Sie auf dem Rücken liegen und der Sonne zugewandt sind, dann haben Sie 0,5 bis 1 m² im Sonnenlicht (es ist etwas weniger, weil ein Teil dieser Oberfläche parallel zur Sonne ist). Sonnenlicht, aber wir sind im Stadion).

Ok, wenn man alles oben genannte kombiniert, scheint das Sonnenlicht mit 650 J/(s*m²) * [0,5 bis 1] m² = 325 bis 650 J/s herunter. Eine Sekunde direkter Sonneneinstrahlung ist daher 465- bis 930-mal energiereicher als ein Röntgenbild, weshalb es sich so viel heißer anfühlt.

Zusätzlich zur Antwort von @MichaelS müssen Sie berücksichtigen, wo die Energie aus jeder Quelle abgelagert wird:

Sonnenlichtenergie wird auf/in der Haut abgelagert, wo sich zahlreiche Nervenenden befinden. Eine Erhöhung der Hauttemperatur wird „gemessen“ und Ihr Gehirn ist sich dessen bewusst.

Röntgenenergie, die vom Körper absorbiert wird, wird hauptsächlich von Knochen und einigen Knorpeln absorbiert, mit sehr wenigen (wenn überhaupt) Nervenenden, sodass das Gehirn die Absorption nicht wahrnimmt.

Es gibt zwei wichtige Dinge zu beachten - Energie- und Absorptionseigenschaften verschiedener Photonenwellenlängen.

Die Sonne gibt natürlich viel Energie ab. Selbst in der Entfernung der Erde von der Sonne ist die Energiekonzentration noch lange nicht vernachlässigbar - wenn diese Energie auf Ihren Körper trifft und absorbiert wird, verursacht sie meistens eine Erwärmung (etwas kompliziert durch die Wellenlänge, aber dazu kommen wir). Wie viel Energie ist das? Nun, im Ruhezustand strahlt der erwachsene menschliche Körper etwa 300-600 W oder 300-600 J/s ab. Dies ist tatsächlich ungefähr in der gleichen Größenordnung wie die Einstrahlungsenergie - der Durchschnitt variiert hauptsächlich je nach Breitengrad stark und ist natürlich zu verschiedenen Jahreszeiten unterschiedlich. Zum Beispiel hat Südspanien durchschnittlich etwa 200 W pro Quadratmeter (mehr im Sommer, weniger im Winter), während der Äquator etwa 1000 hat. Die Menge an Energie, die Sie absorbieren, hängt davon ab, wie viel Oberfläche Sie freilegen , und in welchem ​​Winkel. Aber wir'

Wie sieht das Röntgen im Vergleich aus? Nun, die Röntgengeräte arbeiten tatsächlich mit einer extrem niedrigen Ausgangsleistung. Laut Wikipedia ist 300 J die tödliche Dosis von Röntgenstrahlen - also würde Sie selbst eine einzige Sekunde Röntgenbestrahlung, die energetisch dem normalen Sonnenlicht entspricht, töten! Dies macht deutlich, dass Ihre Routine-Röntgenaufnahme weit unter der Art von Energie liegt, die Sie von der Sonne erhalten, und viel zu niedrig, um von menschlichen Sinnen erkannt zu werden - vergessen Sie nicht, dass auch alles im Raum strahlt, und bei Raumtemperatur ist das wieder die gleiche Größenordnung wie das Sonnenlicht, und Ihre eigene Wärmestrahlung (deshalb "spürt" man den Verlust dieser 300 W Wärme nicht wirklich - ungefähr die gleiche Menge wird von der absorbiert Umgebung). Die Röntgenstrahlen sind dagegen völlig unbedeutend.

Nun, Wellenlänge. Das Wichtigste dabei ist, dass verschiedene Wellenlängen des Lichts ein unterschiedliches Verhalten bei der Wechselwirkung mit verschiedenen Arten von Materie haben. Die Wellenlänge hängt von der Energie der einzelnen Photonen ab, was wiederum beeinflusst, wie diese Photonen mit Materie interagieren.

Sichtbares Licht ist mehr oder weniger der Bereich, in dem die einzelnen Photonen genug Energie haben, um chemische Veränderungen hervorzurufen, aber nicht genug, um die stärkeren Bindungen aufzubrechen - das macht es perfekt zum Sehen, es beeinflusst leicht die lichtempfindlichen Moleküle in unseren Augen, aber zerstört sie (und uns) nicht vollständig. Es ist einfach, die Prinzipien wie "Opazität" mit sichtbarem Licht zu verstehen - wenn etwas Licht absorbiert, ist es undurchsichtig; wenn es Licht reflektiert, ist es „glänzend“; und schließlich, wenn es nicht mit Licht interagiert, ist es transparent. Zum Beispiel ist klares Glas normalerweise transparent und glänzend, sodass es einen Teil des einfallenden sichtbaren Lichts reflektiert und nur sehr wenig absorbiert und das meiste durchlässt. Wolken neigen dazu, sichtbares Licht stark zu reflektieren, was sie von oben deutlich weiß macht,

Bei niedrigeren Energien liegt das Infrarot (wörtlich „unter Rot“, wobei Rot das sichtbare Licht mit der niedrigsten Energie ist). Dies nennen wir allgemein "Wärmestrahlung", weil sie bei den niedrigen Temperaturen, denen wir üblicherweise begegnen, bei weitem dominiert - fast die gesamte eigene Strahlung ist zum Beispiel Infrarot. Es dominiert sogar bei viel höheren Temperaturen, aber da diese auch die Emission von sichtbarem Licht verursachen, neigen wir dazu, dies als wichtiger zu betrachten, obwohl die meiste Energie immer noch als Infrarot emittiert wird. Die sichtbare Strahlung beginnt bei etwa 480 °C, eine mattrote Farbe; Die Oberfläche der Sonne hat etwa 6000 °C. Das Sonnenlicht setzt sich energetisch hauptsächlich aus infrarotem (~50%) und sichtbarem Licht (~40%) zusammen. Glas ist normalerweise für Infrarotlicht undurchlässig – das ist eines der Dinge, die Gewächshäuser funktionieren lassen; Das Material im Gewächshaus absorbiert einen Teil des einfallenden sichtbaren Lichts, aber wenn diese Energie nach außen abgestrahlt wird, wird sie als Infrarot abgestrahlt und kann das Glas nicht passieren. Wolken absorbieren Nahinfrarot sehr effektiv, weshalb Sie sich selbst bei sehr flachen Wolken im Sommer „kalt“ fühlen können – das Sonnenlicht, das Sie erreicht, kann einen großen Teil der zuvor erwähnten 50 % verlieren. Tiefe Wolken können fast die gesamte von der Sonne kommende Energie blockieren, sowohl infrarote als auch sichtbare. - Das Sonnenlicht, das Sie erreicht, kann einen großen Teil der zuvor erwähnten 50 % verlieren. Tiefe Wolken können fast die gesamte von der Sonne kommende Energie blockieren, sowohl infrarote als auch sichtbare. - Das Sonnenlicht, das Sie erreicht, kann einen großen Teil der zuvor erwähnten 50 % verlieren. Tiefe Wolken können fast die gesamte von der Sonne kommende Energie blockieren, sowohl infrarote als auch sichtbare.

Bei höheren Energien haben wir Ultraviolett ("über Violett"). UV-Licht (nur ein winziger Bruchteil sind "Röntgenstrahlen" - technisch gesehen sind sie ultraviolett, werden aber normalerweise separat gruppiert) macht etwa 8% der Sonnenenergie an der Spitze der Erdatmosphäre aus und etwa 4% am Ende kommt durch die Atmosphäre und die Ozonschicht. Bezogen auf den Gesamtenergiefluss sind sie also meist vernachlässigbar. Ihre Hauptgefahr geht von ihrer Energie pro Photon aus – sie haben genug Energie, um Atomen ihre Elektronen zu entziehen und sogar starke molekulare Bindungen aufzubrechen; Am wichtigsten für uns, sie sind stark genug, um unsere DNA zu schädigen. Das energieärmere ultraviolette Licht wird in der Regel ziemlich leicht von klarem Glas absorbiert, sodass Sie beim Sonnenbaden hinter einem Fenster nicht braun werden (Bräunungsstudios verwenden andere Arten von Glas, transparent für das "gewünschte" UV-Lichtband). Wenn Sie zu den wirklich hohen Energien kommen, stellen Sie fest, dass immer weniger Photonen von Materie absorbiert werden – und wann immer sie es sind, verursachen sie große Veränderungen.

Röntgenstrahlen sind energiereich genug, um den menschlichen Körper nahezu ungehindert zu durchdringen – im Grunde genommen ist bei diesen Energieniveaus die Dichte der Materie das Wichtigste. Das macht Röntgenstrahlen in der Medizin so nützlich – viele Röntgenstrahlen passieren oder streuen direkt durch uns und wir können diese Informationen verwenden, um ein ziemlich genaues Bild unseres Inneren zu erstellen, das zB Knochen und innere Organe deutlich zeigt. Der Nachteil ist, dass der Röntgenstrahl, wenn er auf eine DNA-Kette trifft, Schäden verursacht - wenn genügend Röntgenstrahlen von der DNA absorbiert (oder sogar gestreut) werden, kann er unsere Fähigkeit, die Fehler zu beheben, leicht überwältigen und eine Strahlenvergiftung verursachen ( Zellen, die nicht in der Lage sind, ihre DNA zu reparieren, zerstören sich im Grunde selbst) und Krebs (einige der zuvor erwähnten Zellen tun dies nichtSelbstzerstörung). Die tödliche Dosis ist im Vergleich zu den Energien, denen wir jeden Tag begegnen, erbärmlich gering, so stark, dass Sie mit ziemlicher Sicherheit sterben werden, wenn Sie die Hitze einer Röntgenquelle spüren.

Es gibt mehrere "Arten" von Photonen - unterschiedliche Wellenlängen haben unterschiedliche Auswirkungen auf Sie.

Röntgen arbeitet irgendwo im 1-nm-Bereich des Spektrums. Es handelt sich um ionisierende Strahlung, die meistens weiche Materialien durchdringen kann, aber beim Durchgang Zellen schädigen kann. Sie erhalten also normalerweise nur die minimal benötigte Menge an Photonen, um das Bild zu erzeugen, und nicht viel mehr.

Die Sonne gibt viele verschiedene Wellenlängen ab, von denen ein Teil der Infrarotbereich ist. Sie kennen das vielleicht als Wärmestrahlung (von der sie nur ein Teil ist, ein anderer Teil ist das sichtbare Licht).

Infrarot ist der Bereich von wenigen µm bis 1 mm. Es kann durch einige undurchsichtige Materialien gehen, aber nicht sehr tief in Ihren Körper.

Am Ende erhalten Sie nur eine kleine Menge an Röntgenphotonen und sie "machen effektiv etwas", hauptsächlich in Ihnen - nicht viele Temperaturrezeptoren dort drin. Während Sonnenlicht teilweise von den oberen Schichten Ihrer Haut absorbiert wird, wo die Temperaturrezeptoren "leben", wird der andere Teil reflektiert, damit andere Sie sehen können + Sonne emittiert auch ein bisschen Röntgenstrahlung, Radiowellen und andere Teile des Spektrums, aber diese werden größtenteils von der Erdatmosphäre herausgefiltert). Und Sie erhalten viele Photonen aus Sonnenlicht, weil sie nicht so schädlich sind (nicht in der gleichen Anzahl wie Röntgenstrahlen, aber Sie können nach einiger Zeit auch Sonnenbrand bekommen - das ist meistens der UV-Teil des Spektrums - nur zwischen Röntgenstrahlen und sichtbaren /Infrarot)

Es scheint, als hätte Ihnen trotz der langen Antworten niemand wirklich die richtige Antwort gegeben, lol. Ein sehr großer Teil der Lichtleistung der Sonne ist Infrarot. Wasser neigt dazu, infrarote Wellenlängen gut zu absorbieren (anstatt sie zu reflektieren oder durchzulassen). Der Körper besteht zu etwa 60 % aus Wasser. Also: Der Körper neigt dazu, einen großen Teil des von der Sonne ausgestrahlten Lichts zu absorbieren. Das ist es.

Hier sehen Sie eine Grafik, wie gut Wasser verschiedene Wellenlängen absorbiert. Beachten Sie den Abfall in der Nähe der sichtbaren Wellenlängen – deshalb können Sie durch Wasser sehen, das Licht geht durch. Beachten Sie auch, wie der Graph bei den Infrarotwellenlängen ansteigt; Wasser absorbiert IR.

Sie können dies wie folgt selbst testen. Glühbirnen (die mit einem Glühfaden) funktionieren ähnlich wie die Sonne – sie geben Licht ab, weil sich der Glühfaden erwärmt, und wenn sich Objekte erwärmen, geben sie viel Licht ab. Wenn Sie Ihre Hand vor eine Glühbirne halten, spüren Sie viel Wärme, da das meiste Licht, das sie aussendet, Infrarot ist. Aus diesem Grund werden Glühbirnen schrittweise abgeschafft, da viel Energie verschwendet wird, indem Infrarotwellen erzeugt werden, die unsichtbar sind. Halten Sie Ihre Hand vor eine Leuchtstofflampe und Sie werden nicht viel oder gar Hitze spüren. Sie arbeiten mit einem anderen Mechanismus und erzeugen hauptsächlich nur sichtbares Licht, sodass sie viel effizienter sind und Sie nicht stark aufheizen.

Die Gesamtenergie eines Röntgenstrahls ist sehr gering. Selbst wenn Sie die gesamte Energie eines Röntgenstrahls absorbiert haben (was nicht der Fall ist, ist dies der Punkt eines Röntgenstrahls), einige der Röntgenstrahlen passieren zu lassen durch dich), würdest du nichts fühlen.