Polarlichter auf der Erde

1. Polarlichter auf der Erde Seminararbeitspräsentation im W-Sem. Astrophysik von Kathrin Schambeck

3. Inhaltsverzeichnis Historische Hintergründe Entstehung des Polarlichts Lichtentstehung Geographische Verteilung Klassifizierung von Polarlichtern - Form - Farbe - Helligkeit Auswirkungen des Polarlichts auf technische Einrichtungen Vorhersagen von Polarlichtern Momentane Polarlichtforschung

4. Historische Hintergründe Erste Beschreibungen vor 2000 Jahren Polarlichter wurden als Zeichen der Götter, Vorboten von Unheil und Krieg gedeutet Wikinger sahen tanzende Walküren, nach einer gewonnenen Schlacht, in der Lichterscheinung Die Ersten wissenschaftlichen Deutungen kamen mit dem 18. Jahrhundert Edmond Halley vermutet Zusammenhang zwischen Polarlicht und Erdmagnetfeld 1741 bestätigten Anders Celsius und Olof Peter Hjorter seine Vermutung durch einen Versuch mit einer Magnetnadel

5. Alexander Humboldt und Carl Friedrich Gauß untersuchten die Wechselwirkung zwischen dem Polarlicht und unserem Magnetfeld 1867 entdeckt Anders Jonas Angström, dass das Polarlicht ein selbstleuchtendes Gas ist Um 1900 folgert Kristian Birkeland nach seinem Versuch mit der „Terella“, dass das Polarlicht von Elektronen hervorgerufen wird Carl Störmer berechnete die Bahnen dieser Teilchen

6. Entstehung des Polarlichts Das Polarlicht hat seinen Ursprung in der Sonnenkorona, der äußersten Sonnenhülle Von dort wird der so genannte Sonnenwind, elektrisch geladene Teilchen, abgestrahlt dieser benötigt ca. 80 Stunden zur Erde und hat große Auswirkung auf deren Magnetfeld

7. Er bewirkt, dass sich die Feldlinien am sonnen- zugewandten Teil zusammendrücken und die am sonnen-abgewandten Teil werden wie ein Schweif hinausgezogen Erst wird der Sonnenwind an der Bugstoßwelle abgebremst

8. Beim Vorbeiströmen des Sonnenwinds am Schweif können Teilchen hinten einsickern ? sammeln sich im zentralen Bereich des Schweifs, der Plasmaschicht und werden dort eingeschlossen Plasmaschicht ist mit den geomagnetischen Polen verbunden Durch elektrische Felder werden Elektronen entlang der Magnetfeldlinien auf spiralförmigen Bahnen zur Erde hin beschleunigt Sie dringen in 65°- 75° Breitengrad in Atmosphäre ein und regen sie zum Leuchten an

9. Lichtentstehung Beim Eindringen der Sonnenwind-Elektronen in die Atmosphäre der Erde, stoßen diese mit Luftbestandteilchen zusammen und regen diese energetisch an Äußerste Elektron wird auf höhere Bahn gehoben ? jedoch ist der Grundzustand stabiler ? fällt wieder zurück Diese dabei freiwerdende Energie wird in Form von Licht abgegeben Zusammenstöße in Höhe oberhalb 100 km

10. Geographische Verteilung Das Polarlichtoval, ein ringförmiges Gebiet, in das die Elektronen am meisten eintreten Treten immer zeitgleich am Nordpol (aurora borealis) und Südpol (aurora australis) auf Polarlichtoval ist polwärts begrenzt 1873 unterteilte der Schweizer Geophysiker Hermann Fritz die Erde in Isochasmen Isochasmen unterteilen unseren Planeten durch Linien in Gebiete, die die gleiche Polarlichtaktivität aufweisen

12. Klassifizierung von PolarlichternDie Form Ruhige Bögen: erstrecken sich von östliche in westliche Richtung Können bis zu 10 Minuten lang beobachtet werden

13. Klassifizireung von PolarlichternDie Form

14. Klassifizierung von PolarlichterDie Form Die Bänder Erstrecken sich von oben nach unten Können den ganzen Horizont überspannen Wechseln schnell Farbe, Form, Helligkeit Sind meist um Mitternacht, oder frühen Morgenstunden zu beobachten

15. Klassifizierung von PolarlichterDie Form Die Corona: Dieser Form sieht man genau im Zenit Es scheint, als würde das Polarlicht in einem Punkt zusammenlaufen

16. Klassifizierung von PolarlichterDie Form Der Vorhang: Sehr dünn und schleierhaft Kann bis zu 100 km in den Himmel ragen

17. Klassifizierung von PolarlichterDie Form Das Protonenpolarlicht Von Protonen ausgelöst Kommt über den ganzen Polkappen vor Entsteht wenn Magnetfeld an einer Stelle instabil wird ? große Energiemassen können übertragen werden Keine eindeutige Form erkennbar

18. Klassifizierung der PolarlichterDie Farbe Farbe ist von Stoßpartner und Energie der Elektronen abhängig Bei Kollision mit Sauerstoffatom wird grünes Licht (bei 557,7 nm) und rotes Licht (bei 630 nm) emittiert ? das stärkste Licht Bei Kollision mit Stickstoffmolekülen wird blaues und violettes Licht emittiert

19. Spektralanalyse

20. Klassifizierung der PolarlichterDie Helligkeit Helligkeit variiert mit Stärke des Sonnenwinds IBC (International Brightness Coeffiecient) ? vergleicht Helligkeit eines Polarlichts mit Helligkeit eines anderen Objekts im Weltraum

21. Auswirkungen eines Polarlichts auf technische Einrichtungen Komplikationen in der Kommunikationstechnik Teilchenstürme können Funkverkehr der Flugzeuge stören Zusammenbrechen der Stromnetze an den Polgebieten

22. Vorhersagen von Polarlichtern Exakte, langfristige Vorhersage nicht möglich, jedoch kann man die Wahrscheinlichkeit berechen Satellit Soho Satellit GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) IMF (Interplanetare Magnetfeld) Magnetometer KP- Wert Satellit ACE (Advanced Composition Explorer)

23. Albert Einstein: Das Schönste, was wir erleben können, ist das Geheimnisvolle

24. Vielen Dankfür ihre Aufmerksamkeit

25. Quellen http://de.wikipedia.org/wiki/Polarlicht#Historisches, Stand: 02.11.2010, Aufrufdatum: 02.11.2010 Kristian Schlegel, Vom Regenbogen zum Polarlicht, 2. Auflage, S. 141- 170, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001 http://www.chemgapedia.de/vsengine/media/vsc/de/ph/14/ep/einfuehrung/magnetfeld/bilder/erdefeld.png, Aufrufdatum: 01.11.2010 http://www.koordinaten.de/lexikon/nordpol.shtml#Geomagnetischer_Nordpol, Aufrufdatum: 01.11.2010 http://www.polarlichtinfo.de/cms/front_content.php?idcat=3 Aufrufdatum: 01.11.2010 http://www.baader-planetarium.de/zubehoer/zubsonne/sonne/basis/magnetfeld.jpg, Aufrufdatum: 04.07.2010 http://www.lichtspiele-am-himmel.de/html/aurora3.html, Aufrufdatum: 02.11.2010 http://www.berndmargotte.com/technical/polarlights/img/isochasmen_fritz_small.jpg, Aufrufdatum: 01.11.2010 http://www.wissen.de/wde/generator/wissen/ressorts/natur/naturgewalten-lexikon/s/index,page=1578264.html, Aufrufdatum: 01.11.2010 http://www.vulpes-vulpes-sam.com/mediac/400_0/media/DIR_165641/12~Polarlicht.jpg, Aufrufdatum: 03.11.2010 http://www.mppmu.mpg.de/~rwagner/album/Polarlichttour_2007/Polarlicht/tn/IMG_2090.JPG.html, Aufrufdatum: 01.11.2010

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