Formen der Sonnenaktivität 1
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- Hetty Pfaff
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1 Formen der Sonnenaktivität 1 Sonnenflecken Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 1
2 Was heißt Sonnenaktivität? periodisch veränderliche Eigenschaften der Sonne, die mit den Turbulenzen des heißen Gases und ständigen Änderungen des Magnetfeldes zusammenhängen zeigt sich am auffälligsten in der wechselnden Häufigkeit der Sonnenflecken Sonnenflecken sind dunkle Flecken in der Photosphäre mit einem Durchmesser zwischen 1000 km und mehreren km. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 2
3 Sonnenflecken - Historisches Manche Sonnenflecken sind so groß, dass sie schon im Altertum mit bloßem Auge während eines Sonnenaufgangs oder eines Sonnenuntergangs beobachtet wurden. Die systematische Untersuchung begann nach der Erfindung des Fernrohrs zu Beginn des 17. Jh. durch Christoph Scheiner, Galilei und andere. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 3
4 Christoph Scheiner 1625 Christoph Scheiner beobachtet in Ingolstadt die Sonne mit der Projektionsmethode Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 4
5 Sonnenfleckenverlauf zwischen dem 11. und 23. Mai 1625, beobachtet von Christoph Scheiner Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 5
6 Sonnenbeobachtungen Galileis aus dem Jahr 1611 Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 6
7 Sonnenbeobachtung Achtung! Niemals durch ein Fernglas, Fernrohr oder mit bloßem Auge direkt in die Sonne blicken. Dies kann sofort zu dauerhaften Augenschäden oder sogar zur Erblindung führen. Es ist unbedingt ein geeigneter Sonnenfilter zu verwenden. Schutzbrille Objektivsonnenfilter Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 7
8 Erscheinungsformen von Sonnenflecken Einzelfleck Fleckengruppe Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 8
9 Die Sonnenflecken-Relativzahl Die Sonnenflecken-Relativzahl R ist ein Maß für die auf der Sonne sichtbaren Sonnenflecken. Damit stellt diese Zahl gleichzeitig ein Maß für die Sonnenaktivität dar. Eingeführt wurde die Sonnenflecken-Relativzahl durch Rudolf Wolf in Zürich Sonnenflecken-Relativzahl: R = 10 * g + f mit g Anzahl der Fleckengruppen und f Anzahl aller Einzelflecken Auch Einzelflecke zählen als Gruppe! Übung zur Bestimmung der Sonnenflecken-Relativzahl Arbeitsblatt Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 9
10 Sonnenfleckenzyklen Beobachtet man die Sonnenfleckenzahl über viele Jahre hinweg erhält man ein Diagramm, wie es unten zu sehen ist. Interpretieren Sie das Diagramm! (siehe auch LB S. 98, Abb ) Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 10
11 Sonnenfleckenzyklen Die Sonnenfleckenzahl zeigt einen etwa 11-jährigen Zyklus. Die Höhen der Maxima schwanken deutlich. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 11
12 Sonnenfleckenzyklen Aufnahmen des Solar and Heliospheric Observatory, kurz SOHO Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 12
13 Sonnenfleckenzyklen Maunderminimum: Periode stark verringerter Sonnenfleckenaktivität in den Jahren zwischen 1645 und 1715 Das Maunderminimum fiel mit den kältesten Jahren der Kleinen Eiszeit zusammen, während der in Europa, Nordamerika und China viele sehr kalte Winter auftraten. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 13
14 Kleine Eiszeit Das Gemälde Eisvergnügen von Hendrick Averkamp zeigt Menschen auf einem zugefrorenen Kanal in den Niederlanden im kalten Winter Heute dagegen sind die Kanäle im Winter meist eisfrei. Künstlerische Darstellungen solcher Szenen sind nur aus der Zeit zwischen 1565 und 1640 bekannt. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 14
15 Sonnenfleckenzyklen Das Diagramm zeigt die räumliche Verteilung der Sonnenflecken auf der Sonnenoberfläche. Interpretieren Sie das Diagramm! (siehe auch LB S. 99; Abb ) Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 15
16 Sonnenfleckenzyklen Zu Beginn eines Sonnenfleckenzyklus bilden sich die ersten Flecken in etwa heliografischer Breite nördlich und südlich des Sonnenäquators. Im Laufe der nachfolgenden Jahre verschieben sich die Entstehungsgebiete immer weiter Richtung Äquator. Schmetterlingsdiagramm Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 16
17 Aktive Sonnenregionen Das Bild zeigt die beiden aktiven Sonnenregionen zu beiden Seiten des Äquators. Komposit aus 25 Aufnahmen, die zwischen April 2012 und April 2013 vom Solar Dynamics Observatory im extremen Ultraviolettlicht aufgenommen wurden. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 17
18 Eigenschaften von Flecken Erklären Sie mit Hilfe des LB S. 99 die Begriffe Umbra und Penumbra. Fertigen Sie dazu eine Skizze an. ( AB Sonnenfleckenrelativzahl für Skizzen benutzen) Beschreiben Sie wie man aus der Bewegung der Sonnenflecken auf die Rotation der Sonne schließen kann. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 18
19 Eigenschaften von Flecken Umbra Penumbra Granulation Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 19
20 In der Bewegung der Sonnenflecken wird die differentielle Rotation der Sonne sichtbar. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 20
21 Sonnenrotation Die Sonne rotiert um ihre eigene Achse in die gleiche Richtung, in der auch ihre Planeten umlaufen Als Gasball rotiert sie nicht einheitlich, sondern am Äquator deutlich schneller (ca. 25 Tage für eine Umdrehung) als an den Polen (ca. 35 Tage für eine Umdrehung). Differentielle Rotation: entdeckt 1863 von R. C. Carrington Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit von der heliografischen Breite Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 21
22 Sonnenrotation Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 22
23 Entstehung von Sonnenflecken Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 23
24 Entstehung von Sonnenflecken Sonnenflecken sind lokale Gebiete mit erhöhter Magnetfeldaktivität. Das Magnetfeld behindert das Aufsteigen des Gases aus dem Inneren der Sonne. Deshalb ist die Temperatur ca K geringer als die normale Temperatur in der Photosphäre. Aus diesem Grund erscheint der Sonnenfleck dunkler als die übrige Photosphäre. (Nach Stefan-Boltzmann hängt die Leuchtkraft von der vierten Potenz der Temperatur ab!) Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 24
25 Entstehung von Sonnenflecken Die meisten Fleckengruppen sind bipolar, d.h. die beiden Flecken besitzen eine verschiedene magnetische Polung. Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 25
26 Sonnenflecken im Licht der H a -Linie Aufnahme: Dr. A. Matauschek - Neugersdorf Christian-Weise-Gymnasium Zittau - FB Physik - Mirko Hans 26
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