Ohne Strahlung gäbe es uns nicht

Die junge Amsel schätzt die Wärmestrahlung des großen Fusionsreaktors

Eine interessante Meteorologenseite ist die des ehemaligen ZDF-Wetterfrosches Dr. Wolfgang Thüne: http://www.derwettermann.de/wer-erzeugt-die-warmestrahlung-und-wer-die-lichtstrahlung.html

Sie bietet auch eine schöne Zusammenschau von Strahlungsursachen und Strahlenwirkungen. Sehr empfehlenswert!

“Wer erzeugt die „Wärmestrahlung“ und wer die „Lichtstrahlung“?

Seit „Klimaexperten“ den „natürlichen Treibhauseffekt“, der durch die angebliche „Gegenstrahlung“ der „Treibhausgase“ in der Atmosphäre, darunter insbesondere des bei jedweder kalten oder warmen Verbrennung des Kohlenstoffdioxids CO2 freigesetzt wird, wird über die Herkunft dieser Strahlungen wie ihrer Effekte gerätselt. Es handelt bei der Licht- wie der Wärmestrahlung um elektromagnetische Strahlung, die sich nach Frequenz und Wellenlänge unterscheiden werden, sich also beide mit Lichtgeschwindigkeit geradlinig im Raum ausbreiten. Beider Ursprung kann nur in der Existenz von Materie zu suchen sein, die sich wiederum aus Atomen zusammensetzt.

Materie ist energiegeladen, bewegte Atome erzeugen Wärmestrahlung

Alle Materie ist aus Atomen zusammensetzt. Diese sind in ständiger Bewegung. Es gibt kein Atom im Universum, das keine Wärme abgibt. Mag diese Wärme auch noch so winzig sein, sie ist doch niemals gleich null. William Thomson (1824-1907), der spätere Lord Kelvin, ist der Frage nachgegangen, bei welcher Temperatur jedwede Atombewegung erlischt und alle Atome sich in absoluter Ruhe befinden. Er fand heraus, dass alle Gase sich bei 1 Grad Temperaturänderung um den 273,2-ten Teil ihres Volumens ausdehnen oder zusammenziehen. Daraus folgerte er, dass es einen absoluten Temperatur-Nullpunkt gibt, bei -273,2° Celsius (O Kelvin). Bei dieser Temperatur ist der Wärmegehalt eines Stoffes, seine Energie, gleich null. Es ist zu vermuten, dass bewegte Atome die Quelle aller elektromagnetischen Strahlung sind. Die Atome enthalten Wärme. Wärme ist nichts anderes als die Bewegungsenergie der Atome und Moleküle. In festen Körpern ist es die Bewegungsenergie der Atome innerhalb eines Atomgitters.

Wärme ist die kinetische Energie der Molekülbewegung  und somit die Temperatur der Luft aus der kinetischen Gastheorie gemäß der Maxwell-Boltzmann-Verteilung berechenbar. Bei einem Luftgemisch von 80% Stickstoff (N2) und 20% Sauerstoff (O2) ergibt sich eine mittlere Molekül-Geschwindigkeit von etwa 500 m/sec. Ein leichtes Wasserstoffmolekül (H2) hätte eine mittlere Geschwindigkeit von etwa 1900 m/sec. Schwerere Gasteilchen wie CO2 besitzen ob des größeren Molgewichts bei gleicher Temperatur eine wesentlich geringere Geschwindigkeit. Sie reduzieren die mittlere Geschwindigkeitsverteilung, wirken folglich kühlend.

Wärme tritt überall dort auf, wo Atome vorhanden sind, also Materie. Jeder materielle Körper hat ein Gewicht, ist schwer. Das Gewicht wird verursacht durch das Schwerkraftfeld der Erde. Die Schwer- oder Gravitationskraft ist eine „Elementarkraft“, die zum Erdmittelpunkt gerichtet ist. Sie nimmt nach außen mit dem Quadrat der Entfernung ab. Daher hat jeder Körper auf der Erdoberfläche eine potenzielle Energie. Hebt man eine Kugel hoch, so erhöht man deren potenzielle Energie, die beim Fallenlassen in kinetische Energie gewandelt wird. Rollt eine Kugel auf einer waagerechten Fläche, so verliert sie nach und nach ihre Bewegungsenergie. Das Rollen der Kugel ist mit Reibung verbunden. Diese erhöht die Temperatur, erzeugt Wärme. Derartige Roll- oder Trittspuren geben die Wärme als langwellige Wärmestrahlung ab. Diese ist für das menschliche Auge nicht sichtbar, aber sehr wohl für das infrarotsensible Auge einer Klapperschlange, die auf diese Weise in aller Ruhe Mäuse ortet, verfolgt und verschlingt.

Führt man einem Stoff, etwa einem Stück Eisen, Energie zu, dann erwärmt es sich und ab einer bestimmten Temperatur kann man mit der Haut die Wärmestrahlung spüren. Deren Reichweite ist jedoch gering, vergrößert sich aber mit zunehmender Erhitzung. Erhitzt man das Eisenstück weiter, dann fängt es irgendwann schwach rötlich zu glühen. Bei weiterer Erhitzung geht die Rotglut in Gelbglut und schließlich Weißglut über. Das Eisen sendet nun nicht mehr nur unsichtbare infrarote Wärmestrahlung aus, sondern auch sichtbares Licht. Mit der Zunahme der Temperatur verschiebt das Maximum der abgestrahlten Energie in immer kürzere Wellenlängenbereiche. Es ist wie bei der Sonnenstrahlung, wo der Anteil der unsichtbaren Wärmestrahlung fast 50% der Gesamtstrahlung ausmacht. Es war Wilhelm Herschel (1738-1822), der im Jahr 1800 die Sonnenstrahlung durch ein Prisma leitete, in die Regenbogenfarben zerlegte und deren Temperaturen maß. Jenseits des Roten entdeckte er die Infrarotstrahlung. Die Gesamtenergie, die ein glühender Stoff abstrahlt, ist stets die Summe aus Wärme- und Lichtenergie. ..."

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