Fachliche Informationen für Lehrkräfte
Sonnenlicht
Die Sonnenoberfläche hat eine Temperatur von ca. 6000 K. Je höher die Temperatur eines Körpers ist, deso kurzwelliger ist das von ihm emitierte Licht (Wiensches Verschiebungs-Gesetz). Die Wellenlänge des von der Sonne emitierten Lichtes liegt daher im kurzwelligen Bereich (400 nm – 800 nm). Licht dieser Frequenz wechselwirkt nicht mit den Gasteilchen in der Atmosphäre.
Wärmestrahlung der Erde
Die von der Sonne auf 27°C (= 300 K) erwärmte Erdoberfläche gibt eine infrarote und für uns nicht sichtbare Strahlung mit einem Intensitätsmaximum ca. 9660 nm (9,66 μm) ab. Wellenlängen diesem Bereich werden als langwellig bezeichnet. Für sie gilt auch der Begriff "Infrarotstrahlung", weil die Wellenlänge außerhalb der Wellenlänge des noch sichtbaren roten Lichts liegt.
Warum halten CO2 und H2O Wärmestrahlung zurück?
Die in der Atmosphäre befindlichen Treibhausgase (z. B. CO2), die im Infraroten absorbierend sind, nehmen fast die gesamte IR-Strahlung von der Erdoberfläche auf. Die dabei aufgenommene Energie wird von den Molekülen als längerwelliges Fluoreszenzliche wieder abgegeben. Dieses Fluoreszenzlicht wird sowohl in den Weltraum als auch zurück zur Erde gestrahlt. Somit verbleibt ein Teil der Energie in der Atmosphäre.
 Schwingungsebenen eines CO2-Moleküls (eigene Grafik) |
Anregung durch IR-Strahlung: Wellenzahl: 666 cm-1 entspricht einer Wellenlänge von 15.000 nm = 15 µm Anregung durch IR-Strahlung Wellenzahl: 1332 cm-1 entspricht einer Wellenlänge von 7507 nm = 7,5 µm Anregung durch IR-Strahlung: Wellenzahl: 2349 cm-1 entspricht einer Wellenlänge von 4257 nm = 4,257 µm (IR) |
Treibhauseffekt: Herunterladen [docx][484 KB]
Treibhauseffekt: Herunterladen [pdf][455 KB]
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