Polarlicht
Physik
Basiswissen
Die Sonne stößt ständig eine große Anzahl elektrisch geladener Teilchen, Protonen und Elektronen in den Weltraum aus. Man nennt diese Teilchen zusammen den Sonnenwind. Wo dieser Sonnenwind auf das Magnetfeld der Erde trifft, werden die Teilchen Richtung Nord- und Südpol abgelenkt. Stoßen die Teilchen dann auf die Stickstoff- und Sauerstoffatome der höheren Atmosphäre, werden diese Atome angeregt. Beim Zurückfallen in den Grundzustand geben sie dabei ein Photon, also ein Lichtteilchen ab. Die Menge aller dieser Lichtteilchen ergibt dann ein Polarlicht.
Fußnoten
- [1] 1905: "Polarlicht (hierzu Tafel »Polarlichter I u. II«), eine Lichterscheinung des Himmels, die sich in ihrer vollsten Pracht in den Polarländern (Nordlicht [Aurora borealis] und Südlicht [Aurora australis, Australlicht]) zeigt, aber auch zuweilen in unsern Breiten gesehen wird. Die Polarlichter treten unter sehr verschiedenen Formen auf." Es folgt ein sehr ausführliche Beschreibung des Phänomens. In: Meyers Großes Konversations-Lexikon, Band 16. Leipzig 1908, S. 81-84. Online: http://www.zeno.org/nid/2000726853X
- [2] 1920: Polarlicht. Die von der Sonne entsandten Kathodenstrahlen werden im magnetischen Erdfelde zu Zonen größter Häufigkeit, die die magnetischen Pole der Erde in etwa 30° Winkelabstand umgeben (rechnerisch nachgewiesen durch Störmer), zusammengedrängt in bezug auf die magnetische Breite und zugleich, da sie Teilchen verschiedener Geschwindigkeit enthalten, durch die Kraftlinien der Erde im magnetischen Spektrum entfaltet, in bezug auf die magnetische Länge. Die langsamsten Kathodenteilchen werden am stärksten, die raschesten am wenigsten abgelenkt. Infolge der Bremsung beim Aufprall auf die Atmosphäre der Erde gerät das von den Teilchen getroffene Gas ins Leuchten. Dieses Leuchten heißt Polarlicht. Die Hauptlinie im Spektrum des Polarlichts, die grüne Linie (557 μμ), die > 90% der Gesamthelligkeit ausmacht, ist durch Stark (Phys. Zeitschr. 1917) als eine bisher unbekannte Stickstofflinie bei besonderer elektrischer Entladungsform gefunden. Photogrammetrische Höhenmessungen (Birkeland, Störmer, Kurt Wegener und Robitzsch) zeigten, daß das Polarlicht im wesentlichen in der theoretisch errechneten Wasserstoffhülle der Erde (70–250 km Höhe) leuchtet.[515] Das Spektrum zeigt daher stets auch Linien des Wasserstoffs. Nur ein Teil der Strahlen dringt bis in die Stickstoffhülle der Erde ein. Steil, ungefähr in der Richtung der magnetischen Kraftlinien einfallende, also stark abgelenkte, langsame Teilchen bilden Draperien und Einzelstrahlen, die bei etwa 250 km Höhe zu leuchten beginnen und bis rund 70 km hinabstoßen; diese sind veränderlich und räumlich beschränkt. Stoßen sie rings um den Beobachter herab, so erscheinen sie als »Krone«. Flach einfallende Strahlen, die hohe Geschwindigkeit besitzen, bilden »Bänder« von 20 km Breite, 50 km Dicke und oft mehr als 2000 km Länge. Sie liegen in der Richtung der magnetischen Breitengrade in der maximalen Zone. Die Kathodenstrahlen sind allgemein die Ursache magnetischer Störungen. Nur ein Teil von ihnen gelangt als Polarlicht zur Beobachtung; nämlich nur die, die auf beschattete Teile der Erde abgelenkt werden und in die Atmosphäre der Erde überhaupt hineingelangen. Das Aufleuchten des Polarlichts in der Dunkelheit und der Kontrast zu dieser führt zu Farbentäuschungen des Auges." Es folgen dann noch Hinweise zu geeigneter Literatur. Verfasst von Kurt Wegener. In: Lueger, Otto: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 1 Stuttgart, Leipzig 1920., S. 515-516. Online: http://www.zeno.org/nid/20006176658