Ist Sonnenlicht wirklich weiß?

Ich habe kürzlich ein Buch über nukleare Astrophysik gekauft, ohne das Ziel zu haben, das Thema zu meistern, sondern nur um zwischen den Prüfungen zu lesen und hoffentlich etwas zu lernen. Es zeigt sich, dass die Sonne hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht (was für jeden, der darin arbeitet, elementar erscheinen mag diese Teilung der Wissenschaft). Es ist bekannt, dass jede Substanz unterschiedliche Lichtwellenlängen emittiert und absorbiert, und diese Wellenlängen sind für jedes Atom oder Molekül einer bestimmten Substanz gleich.

Da sich Sonnenlicht auf das von der Sonne emittierte Licht bezieht und das Emissionsspektrum sowohl von Wasserstoff als auch von Helium bekannt ist, warum identifizieren wir Sonnenlicht als weiß ? Sollte die Farbe des Sonnenlichts nicht ein gewichteter Durchschnitt der beiden sein, die von Wasserstoff und Helium emittiert werden ( da es Spuren anderer Elemente in der Sonne gibt )?

Schauen Sie sich en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation an . Natürlich ist das spezifische Spektrum der Sonne der Grund, warum sich das sichtbare Spektrum dort befindet, wo es ist. Die von unserem Stern am stärksten emittierten Wellenlängen sind gut für unsere Sinne nutzbar.
Wenn Sie die Sonne aus dem Weltraum sehen, sieht sie weiß aus . universetoday.com/18689/color-of-the-sun
Da sich unsere Vision entwickelt hat, um dem Sonnenlicht zu entsprechen, und „Weiß“ eine Wahrnehmungssache ist, die auf unserer Vision basiert, ist die Frage eigentlich kreisförmig.

Antworten (3)

Ja und nein.

Die Fusion im Inneren der Sonne erzeugt Licht – aber die Atome bewegen sich so schnell, dass ihre Elektronen nicht anhaften – es ist ein Plasma. Daher wäre es schwierig, Emissionslinien im Sonnenlicht zu finden. Sie werden einige Absorptionslinien sehen – der kältere Wasserstoff und das Helium weiter außen absorbieren kleine Teile der Strahlung. Was übrig bleibt, ist Schwarzkörperstrahlung (oder etwas Ähnliches), die für die Temperatur der Sonne so aussieht:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe das sichtbare Spektrum hinzugefügt - damit Sie sehen können, gibt es einen ziemlich guten Peak im sichtbaren Bereich (kein Zufall, da bin ich mir sicher). Allerdings ist das Licht nicht gerade von konstanter Intensität, und es gibt viel Kraft in den Bereichen außerhalb des sichtbaren Spektrums.

Außerdem wird das "Sonnenlicht" auf der Erde ein wenig gefiltert - je nach Tageszeit wird mehr oder weniger der blaue Anteil gestreut (denken Sie an den roten Sonnenuntergang), und andere atmosphärische Effekte können eine Rolle spielen.

Im Vergleich zu den meisten anderen Lichtquellen ist Sonnenlicht jedoch eine nahezu perfekte weiße Quelle. Das liegt vor allem daran, dass tatsächlich alle Farben vorhanden sind. Lichtquellen werden durch den sogenannten Farbwiedergabeindex charakterisiert – wenn alle Komponenten des sichtbaren Lichts gleichermaßen vorhanden sind, hat Ihre Lichtquelle einen CRI von 100 und das bedeutet, dass Sie jede Farbe naturgetreu wahrnehmen können. Da das Auge über den gesamten Wellenlängenbereich keine einheitliche Farbreaktion hat, bedeutet jede Abweichung vom perfekten Weiß (CRI 100)-Spektrum, dass nicht alle Farben "richtig" aussehen.

In diesem Sinne ist Sonnenlicht „weiß“. Es ist der Standard, an dem alles weiße Licht gemessen wird (um genau zu sein - Sonnenlicht am Mittag).

Ich wusste den Teil über Plasma und Elektronen, aber als Sie es sagten, wurde es vollkommen offensichtlich, danke.

„Es ist bekannt“, dass jedes Atom ein charakteristisches Atomemissionsspektrum hat, solange die Atome voneinander isoliert sind . Emissionsspektren werden normalerweise in Gasen bei niedrigem Druck beobachtet.

Aber wenn die Atome zu Festkörpern oder Flüssigkeiten komprimiert werden, verzerrt die Nähe der Atome die Umgebung, in der die Emission stattfindet, und verschiebt die individuelle Wellenlänge um zufällige Beträge.

Beispielsweise hat Natrium ein Emissionsspektrum, das von zwei sehr nahe beieinander liegenden Wellenlängen im gelben Teil des sichtbaren Spektrums dominiert wird. Schauen Sie sich einfach irgendeine Natriumdampf-Straßenlaterne an. Aber ein Stab aus festem Natrium, geschützt in einer transparenten Druckhülle, leuchtet mit einem "scheinbar" kontinuierlichen Glühen, wenn er heiß genug erhitzt wird.

Tatsächlich wurde Helium erstmals von Astronomen entdeckt, die die Korona der Sonne während einer Sonnenfinsternis beobachteten. Das Niederdruck-Helium in der Korona strahlte das auf der Erde unverändert beobachtete Helium-Emissionsspektrum ab. Unterdessen strahlte das Hochdruck-Helium im Sonnenkörper das übliche kontinuierliche Spektrum aus

Relevante Tatsache: Helium kommt von Helios - dem griechischen Gott der Sonne (oder nur vom griechischen Wort für Sonne - auch Helios).

Denken Sie zusammen mit den Informationen in den anderen Antworten daran, dass "weiß" kein fester Gegenstand ist. Unter sehr dunklen Bedingungen funktionieren Ihre Zapfen nicht und die Stäbchen in Ihrer Netzhaut melden nur die Intensität, nicht die Farbe, sodass alles weiß/grau aussieht.

Bei sehr hellen Lichtverhältnissen wird Ihre Netzhaut überlastet und alles, was Sie wahrnehmen, ist „weiß“.

Nun kann man "weißes Licht" analog zu "weißem Rauschen" definieren, so dass die Leistung pro Wellenlängeneinheit (oder alternativ die Anzahl der Photonen pro Wellenlängeneinheit, die ganz anders ist) über eine gewisse Bandbreite konstant ist. Wenn Sie diese Definition verwenden, ist die Sonne sehr nicht weiß.

OTOH, wenn Sie das Mittagssonnenspektrum einfach als "weiß" definieren (wie Fotografen es gewohnt sind, die Farbbalance mit künstlichen Quellen einzustellen), dann ... :-)

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