Besondere Erscheinungen im
Zusammenhang Sonne und Himmel
Regenbogen
Zu den häufigsten Phänomenen
zählt wohl der Regenbogen. Foto
Im Jahr 1637 konnte der
Franzose René Descartes die Physik des Regenbogens zum ersten mal erklären.
Sonnenstrahlen die auf die Tropfen eines Regenvorhanges fallen werden dort
reflektiert und wie in einer Linse gebrochen. Die Strahlen treten dann genau im
Winkel von 42 Grad zur Achse Sonne-Beobachter wieder aus. Deshalb entsteht für
den Beobachter auch der Eindruck eines Halbbogens. Oft erscheint über dem
Hauptbogen im Winkel von 51 Grad noch ein Nebenbogen, der durch doppelte
Reflexion des Lichtes im Tropfen entsteht.
3 Jahrzehnte nach Descartes
konnte Newton auch die Farben erklären die durch die unterschiedliche Brechung
der Wellenlängen entstehen.
Polarlichter
Fast genauso häufig wie den
Regenbogen kann man Polarlichter beobachten. In dem Bereich um die Pole kann
man die Aurora borealis, so genannt auf der Nordhalbkugel und die Aurora
australis auf der Südhalbkugel fast täglich sehen.
Das Polarlicht entsteht
dadurch, daß die Sonne außer Licht und Wärme auch einen Strom von Protonen
Elektronen und Heliumkernen, Sonnenwind genannt, abstrahlt.
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Dabei kollidieren dies
Partikel dann mit den Atomen der Lufthülle, diese werden angeregt und Strahlen
diese Energie dann als Licht ab.
Da sich die Feldlinien auf
denen sich die Elektronen zur Erde bewegen nur in einem Ringförmigen Gebiet um
die Pole befinden, sind Polarlichter auch meist nur dort zu sehen.
Bei starken Böen des
Sonnenwindes kann es jedoch auch vorkommen, daß man Polarlichter bis ins
nördliche Afrika sehen kann. Zuletzt sah man eine solche riesige Aurora im Jahr
1938 als der Himmel bis Algerien in blutrotem Licht erstrahlte. Viele hielten
dieses Naturschauspiel damals für den Vorboten eines nahen Krieges.-
Halo
Zu den sonderbarsten
Naturschauspielen zählen wohl Halos
Ein Schleier aus Eiswolke
läßt hier in der Subarktis Nebensonnen entstehen und wölbt einen zarten Ring
aus Licht um die Sonne.
Halos bilden sich an winzigen
sechseckigen Eiskristallen, die das Licht wie Prismen brechen. Diese Kristalle
konzentrieren das von der Sonne her einfallende Licht in einem bestimmten
Ausfallwinkel. Hier z.B. weicht das Licht um 22 Grad ab. Alle Kristalle die
auf der Kreislinie im 22 Grad Winkel Sonne-Betrachter liegen, brechen das Licht
zum Beobachter hin. So entsteht der Bogen
Viele Kristalle sinken flach
nebeneinander zu Boden. Dann erzeugt das Licht das auf diese Kristalle trifft
sogenannte Nebensonnen.
Perlmuttwolken
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Sie werden erst sichtbar wenn
die Sonne hinter dem Horizont verschwunden ist. Dann strahlt die Sonne die
feinen Eiskristalle der Wolken an.
Die Farben entstehen dadurch,
daß einige Lichtstrahlen an der Oberfläche der Kristalle, einige aber an der
Unterseite reflektiert werden. Dadurch überlagern sich die Lichtwellen, und
verstärken sich, oder löschen sich gegenseitig aus.
Feinste Staubpartikel aus dem
All können die Bildung der Eiskristalle unterstützen. So gab es z.B. 1910 als
der Halleysche Kometschweif die Atmosphäre streifte besonders schöne
Perlmuttwolken zu sehen.
Leuchtende Nachtwolken
Ähnlich wie bei den
Perlmuttwolken verhält es sich auch in höheren Breitengraden. Leuchtende
Nachtwolken wie hier in der sibirischen Taiga bestehen aus Eis, das nur im
Sommer in einer Höhe von 80 bis 85 km nahe der sogenannten Mesopause
kristallisiert. Dort liegt mit minus 150 Grad der kälteste Bereich der
Atmosphäre. Die Wolken treiben von den Polen in Richtung Äquator , lösen sich
jedoch südlich des 50 Breitengrades auf und sind daher nur bis ins nördliche
Mitteleuropa sichtbar. Gleich wie bei den Perlmuttwolken werden Nachtwolken von
der längst untergegangenen Sonne angestrahlt. Sie leuchten aber so fahl weil
die Atmosphäre rote und gelbe Lichtanteile absorbiert.
Brockengeist
Ein viel furchterregende
Erscheinung ist der sogenannte Brockengeist.
Vielen Wanderern im Gebirge
erschien schon ein seltsamer Schatten der einen leuchtenden Farbring um den
Kopf hat.
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Der farbige Bogen, Glorie
genannt, entsteht durch die Rückstreuung und Beugung der Sonnenstrahlen an
winzigen Tröpfchen in der Nebelwand.
Eine Moderne Version des
Brockengeistes läßt sich gut von Flugzeugen aus beobachten, wenn die Maschine
ihren Schatten auf tiefer liegende Wolkendecken wirft.
Grünes Leuchten.
Ein seltenes Lichtspiel
bietet das Grüne-Leuchten, das nur in den nördlichen Breiten für wenige
Sekunden zu sehen ist.
Früher hielten Forscher den
Glimmer für ein Nachbild auf der Netzhaut des Auges, doch das
Grüne Licht gibt es wirklich.
Es kommt dadurch zustande daß
das Sonnenlicht durch Atmosphärische Luftschichten unterschiedlicher Temperatur
und Feuchtigkeit gebrochen wird. Da das Licht bei Sonnenuntergang einen
weiteren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen muß als bei Höchststand ist hier
die Brechung am stärksten und die Sonnenkugel erscheint gestaucht.
Die Umlenkung des Lichtest
ist so stark, daß die Sonne noch gesehen wird, obwohl sie schon längst
untergegangen ist. Rotes Licht bricht sich weniger stark als grünes und blaues,
daher Spaltet sich das Licht der untergehenden Sonne in verschiedenfarbige
Scheiben auf die sich überlagern. Nur das Grüne Licht das am oberen Rand erscheint
hebt sich ab. Das blaue Licht wird zu stark absorbiert um überhaupt gesehen zu
werden.
Gott sei Dank für ihre obligate Geistesgegenwart
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