Freitag, 2. Oktober 2009

Morgenrot – hochromantischer Moment oder doch nur Wissenschaft pur?

Warum ist der Himmel eigentlich blau? –eine Frage, die schon kleine Kinder stellen

Ich werde versuchen sie zu beantworten, jedoch empfehle ich, sich dann doch eine kindgerechtere Erklärung für die „Kleinen“ zu suchen.

Stellen wir uns doch unsere Hauptperson „Klein-Willi“ vor. Dieser steht mal wieder in seinem Urlaub völlig fasziniert in der Sonne und lässt sich braten (das ist übrigens eher ungesund, aber das nur nebenbei). Über ihm steht die Sonne im Zenit. Beim Betrachten des Himmels fällt ihm wieder einmal auf, wie blau der Himmel doch ist, vor allem wenn man sich im Urlaub befindet.

From Wenn die Chemie stimmt...

Auf seinem Weg zu uns muss das Sonnenlicht zunächst unsere Atmosphäre passieren. Diese ist jedoch nicht klar und rein und lässt nicht jeden Lichtstrahl einfach so durch. In ihr enthalten sind Millionen von Staub- und Wasserpartikeln, Abertausende Moleküle schwirren dort herum. An diesen Stellen wird das Licht gestreut, also in einzelne Strahlen zerlegt. Nun ist das Sonnenlicht keineswegs einfach „nur weiß“, sondern ist tatsächlich aus dem gesamten Farbspektrum (Spektralfarben) zusammengesetzt. (Sichtbar bei einem Regenbogen beispielsweise, aber das ist eine andere Geschichte)

Blaues Licht hat die kürzesten Wellenlängen und wird somit am einfachsten gestreut. Dadurch wird der Himmel blau. Rotes Licht ist beispielsweise längerwelliger und wird schwächer gestreut.

Einige Stunden früher saß Willi schon einmal an derselben Stelle und hat den Sonnenaufgang und das damit verbundene Morgenrot beobachtet. Auch hier stellte er sich die Frage warum der Himmel eigentlich rot ist.
Nachdem wir nun geklärt haben, warum der Himmel uns blau erscheint, wird die Rotfärbung noch fragwürdiger. Schließlich wird das Sonnenlicht ja nicht „mehr rot“ am Morgen.

Wenn wir uns nun aber Willi wieder auf der Erdkugel vorstellen, scheint die Sonne jetzt nicht mehr direkt „von oben“ auf ihn herab, sondern eher von der Seite.
Betrachten wir wieder eine Skizze dazu:
From Wenn die Chemie stimmt...

Wir sehen schon, dass der Weg eines Sonnenstrahls viel länger die Atmosphäre passieren muss und somit auch auf viel mehr Moleküle trifft. Diese lenken das blaue Licht nun so stark ab, sodass kaum noch etwas auf die Erde trifft. Das rote Licht jedoch wird wie schon erwähnt doch seine längeren Wellen nicht so stark abgelenkt und gestreut. Dadurch erscheint der Himmel im Morgenrot eben rot. Ähnlich lässt sich natürlich auch die Farbe eines Sonnenuntergangs erklären. Die Farbe des Himmels hängt somit immer vom Betrachtungswinkel ab.

Durch die Streuung in der Atmosphäre wird es überhaupt erst hell auf der Erde. Ohne diese wäre unser Himmel schwarz wie der Weltraum. Zur Streuung tragen allerdings nicht nur Staubpartikel bei, sondern vor allem auch der Sauerstoff und Stickstoff unserer Luft.

Und dass Willi diese Erkenntnis gerade in seinem Urlaub hatte, liegt vor allem daran, dass je nach geografischer Lage die Streuung unterschiedlich ist. Rio de Janeiro beispielsweise soll der Ort mit dem blausten Himmel auf Erden sein. Dann werden die Olympischen Sommerspiele 2016 wohl unter tiefblauem Himmel stattfinden und wir alle wissen warum. ;-)