{"id":15322,"date":"2019-10-17T09:30:47","date_gmt":"2019-10-17T07:30:47","guid":{"rendered":"https:\/\/magazin.sofatutor.com\/schueler\/?p=15322"},"modified":"2019-12-20T15:02:26","modified_gmt":"2019-12-20T13:02:26","slug":"mysterien-des-alltags-erklaert-das-polarlicht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/magazin.sofatutor.com\/schueler\/mysterien-des-alltags-erklaert-das-polarlicht\/","title":{"rendered":"Mysterien des Alltags erkl\u00e4rt: Das Polarlicht"},"content":{"rendered":"\n

Hoch im Norden kannst du eine spannende Leuchterscheinung erleben: Bunte Lichtf\u00e4cher wabern dort \u00fcber den Nachthimmel. Das Polarlicht leuchtet in Rot, Gr\u00fcn oder Blau. Manchmal kannst du es auch in Deutschland sehen. Was hat es mit diesem geisterhaften Leuchten auf sich?<\/p>\n\n\n\n

Ein seltsames Leuchten<\/h2>\n\n\n\n

Schon die alten Wikingerinnen und Wikinger haben sich \u00fcber das Polarlicht gewundert. Wenn sie in ihren Drachenbooten \u00fcber den eisigen Ozean fuhren, mussten sie sehr oft in den dunklen Nachthimmel blicken. Mithilfe der Sterne konnten sie sich n\u00e4mlich auf dem Meer orientieren. Nat\u00fcrlich blieb ihnen dabei das Polarlicht nicht verborgen. Sie sahen in den eigenartigen, vielfarbigen B\u00f6gen und B\u00e4ndern geheime Botschaften ihrer G\u00f6tter.<\/p>\n\n\n\n\n\"Orientierung<\/a>\n\n\n\n

Es hat lange gedauert, bis die Menschen eine bessere Erkl\u00e4rung gefunden hatten. Der Sonnenwind, das Erdmagnetfeld und die Atome in unserer Atmosph\u00e4re gehen eine komplexe Wechselbeziehung ein \u2013 kein Wunder also, dass dabei ein so vielf\u00e4ltiges Farbspiel herauskommt.
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Der Ursprung: Die Sonne<\/h2>\n\n\n\n

Die Sonne liefert die Energie f\u00fcr vieles: Schokolade wird aus Kakaobohnen hergestellt \u2013 und die reifen in der Sonne. Das Erd\u00f6l f\u00fcr Benzin kommt zwar aus der Erde, aber es ist auch nichts anderes als konservierte Sonnenenergie l\u00e4ngst vergangener Zeiten. Letztlich liefert die Sonne auch die Energie f\u00fcr das Polarlicht.
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Plasma, Gas und Sonnenwind \u2013 die Sonne als Energielieferant <\/h3>\n\n\n\n

Die Sonne besteht aus dem Plasma der Stoffe Wasserstoff und Helium. Da die Sonne extrem hei\u00df ist, kann dort kein Gas existieren. Auf ihr herrschen circa 5.700 Kelvin.<\/p>\n\n\n\n

Gas und Plasma<\/h2>

Stoffe k\u00f6nnen in festem, fl\u00fcssigem und gasf\u00f6rmigem Zustand auftreten. Diese verschiedenen Erscheinungsformen nennt man in der Physik Aggregatzust\u00e4nde. In Gasen finden sich negative Elektronen und positive Atomkerne zusammen und bilden elektrisch neutrale Teilchen. Gas leitet deshalb keinen Strom.\n\n\nWird ein Gas so stark erhitzt, dass Elektronen und Atomkerne ihre Verbindung verlieren, entsteht ein Gemisch aus geladenen Teilchen mit v\u00f6llig anderen Eigenschaften. Es handelt sich um einen vierten Aggregatzustand: das Plasma. Vom Gas unterscheidet es sich z. B. durch die elektrische Leitf\u00e4higkeit und das charakteristische Leuchten, dessen Farbe von der Stoffzusammensetzung des Plasmas abh\u00e4ngt.<\/p><\/div><\/div>\n\n\n\n

Von der Sonne geht ein best\u00e4ndiger Teilchenstrom an Plasma aus, der Sonnenwind. Die Sonne verliert durch diesen Strom fast 100 Milliarden Tonnen pro Tag! Das klingt nach einer enormen Menge. Es ist aber tats\u00e4chlich nur ein winziger Bruchteil ihrer Gesamtmasse. Der Sonnenwind besteht auch aus geladenen Teilchen. Manchmal ist der Sonnenwind st\u00e4rker und manchmal schw\u00e4cher, je nach Aktivit\u00e4t der Sonne.
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Sonnenwind trifft auf Erdmagnetfeld<\/h2>\n\n\n\n

Eine Kompassnadel<\/a> zeigt immer nach Norden, da sich nach dem Magnetfeld der Erde ausrichtet. Dieses sieht so \u00e4hnlich aus wie das Magnetfeld eines Stabmagneten<\/a>, nur eben viel gr\u00f6\u00dfer. Es ist auf dem ganzen Globus wirksam und erstreckt sich auch weit in den Weltraum hinaus. <\/p>\n\n\n\n

\"Erdmagnetfeld\"
\u00a9 sofatu<\/a><\/em>\/<\/a>tor.com<\/a><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Im Weltraum treffen die geladenen Teilchen des Sonnenwindes auf das Magnetfeld der Erde und werden abgelenkt. Normalerweise werden die Sonnenwind-Teilchen dabei um unseren Planeten herumgeleitet und verschwinden danach wieder im Weltraum. Das alles geschieht, f\u00fcr uns unsichtbar, in gro\u00dfer H\u00f6he \u00fcber der Erde. Deshalb konnte man den Sonnenwind erst vor wenigen Jahrzehnten zweifelsfrei nachweisen. Das gelang erst dank des Einsatzes von Forschungssonden im Jahr 1959. <\/p>\n\n\n\n

\"\"\/
\u00a9 Designua\/shutterstock.com<\/em> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Atmosph\u00e4re leuchtet<\/h2>\n\n\n\n

Einige der geladenen Sonnenwindteilchen werden vom Magnetfeld der Erde aber gerade so abgelenkt, dass sie in die obere Atmosph\u00e4re der Erde gelangen. Dort sto\u00dfen sie mit den Atomen der Luft zusammen und f\u00fchren ihnen so Energie zu. <\/p>\n\n\n\n

Erkl\u00e4rung<\/h2>

In Atomen vereinigen sich negative Elektronen und positive Atomkerne und bilden elektrisch neutrale Teilchen. Wird den Atomen aber Energie zugef\u00fchrt, k\u00f6nnen die Atomkerne die Elektronen verlieren. Genau das passiert in der Atmosph\u00e4re der Erde. \nDie frei gewordenen Elektronen finden sich dann wieder mit anderen Atomkernen zusammen. Bei dieser erneuten Vereinigung geben die Elektronen die zugef\u00fchrte Energie wieder ab – und das in Form von Licht. Dieser Vorgang wird auch Rekombination genannt.\n<\/p><\/div><\/div>\n\n\n\n

Dieses Spektakel findet bevorzugt \u00fcber den Gegenden der irdischen Magnetpole<\/a>, also am S\u00fcd- bzw. Nordpol, statt. Weil die in den Polargebieten liegen, sieht man das Licht meistens dort. Deshalb hei\u00dft das so entstehende Naturph\u00e4nomen Polarlicht. Es wird je nach \u00f6rtlichem Auftreten auch Nordlicht (Aurora borealis) oder S\u00fcdlicht (Aurora australis) genannt. <\/p>\n\n\n\n

Manchmal ist der Sonnenwind so stark, dass das Polarlicht auch weiter s\u00fcdlich gesehen werden kann. In Deutschland erscheint es etwa ein dutzend Mal im Jahr, noch seltener kann man es in S\u00fcdeuropa sehen.
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Lauter bunte Farben<\/h2>\n\n\n\n
\"Beispiel-Polarlicht-in-Island\"
\u00a9 Simon’s passion 4 Travel\/shutterstock.com<\/em> <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Auf Fotos kannst du erkennen, dass das Polarlicht nicht einfach wei\u00df ist. Gr\u00fcn schimmernde Vorh\u00e4nge wechseln sich mit roten B\u00f6gen und blauen Strahlen ab. Die Farben verraten dir, mit Gasteilchen die Sonnenwindpartikel zusammengesto\u00dfen sind. 
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Erkl\u00e4rung<\/h2>

Elektronen nehmen im Atom nur bestimmte Energien an. Freie Elektronen, die sich in der Atmosph\u00e4re zu Atomkernen gesellen, geben deshalb genau diese bestimmten Energiebetr\u00e4ge wieder ab. Die Energiebetr\u00e4ge sind bei jedem Stoff ein bisschen anders. Und deshalb ist das Licht bei jedem Stoff anders gef\u00e4rbt. Rotes und gr\u00fcnes Licht entsteht an Sauerstoffatomen. Stickstoff dagegen leuchtet blau.<\/p><\/div><\/div>\n\n\n\n

\u00dcbrigens: <\/strong>Um ein Polarlicht zu sehen, musst du nicht unbedingt in den hohen Norden fahren. Im Internet findest du Polarlicht-Vorhersagen<\/a>, die angeben, ob eine Polarlichterscheinung in Deutschland gerade wahrscheinlich ist. Wenn du das Polarlicht beobachten willst, ist es gut, einen dunklen Standort auszuw\u00e4hlen und am Nordhimmel nach dem Leuchten Ausschau zu halten. Mit etwas Gl\u00fcck kannst du eine spektakul\u00e4re Lichtshow erleben! <\/p>\n\n\n\n

Extra:<\/em> Das Polarlicht auf Fotos einfangen<\/h2>\n\n\n\n

Wenn du das Polarlicht auf einem Foto festhalten m\u00f6chtest, eignet sich eine sternenklare Nacht ohne Mond am besten.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Um ein Foto zu machen, ben\u00f6tigst du eine Kamera mit manuellem Modus und ein Stativ. Die Einstellung der Kamera solltest du so w\u00e4hlen, dass du ohne UV-Filter und mit l\u00e4ngerer Belichtungszeit fotografieren kannst. Stelle den ISO-Wert auf 800 oder 1600 und w\u00e4hle eine Belichtungszeit zwischen 5 und 15 Sekunden. Die Aufnahme machst du am besten mit einem Fernausl\u00f6ser. Nach der Aufnahme solltest du den UV-Filter unbedingt wieder einsetzen, um den Fotochip zu sch\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n

Um ein Foto zu machen, ben\u00f6tigst du eine Kamera mit manuellem Modus und ein Stativ. Die Einstellung deiner Kamera solltest du so w\u00e4hlen, dass du ohne UV-Filter und mit l\u00e4ngerer Belichtungszeit fotografierst. Bei Mondschein solltest du die Einstellung \u201eIso 800\u201c mit einer Belichtungszeit zwischen 3 und 13 Sekunden w\u00e4hlen. Wenn der Mond nicht scheint, sollte eine l\u00e4ngere Belichtungszeit gew\u00e4hlt werden. Nach der Aufnahme solltest du den UV-Filter unbedingt wieder einsetzen, um den Fotochip zu sch\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n

Weitere Mysterien des Alltags:<\/h3>\n\n\n\n