Strahlungsdruck verständlich erklärt?
Ich schreibe in diesem Schuljahr mein MSA, und habe das Thema "Sternentod", bei welchem ich unter anderem über die Kernfusion sprechen muss. Dabei ist der Strahlungsdruck nun halt sehr wichtig, und ich finde im Internet nirgends eine, für mich, verständliche Erklärung. Könnte mir da jemand aushelfen?
3 Antworten
Du meinst den Strahlungsdruck, der durch die Kernfusion erzeugt wird und dafür sorgt, dass der Stern nicht in sich zusammen fällt, bzw die äußeren Schichten nicht in den Kern "fallen"? Und wo am Ende der Stern (wenn er groß genug ist) zu einer Supernova wird?
Das wird hier imho sehr gut erklärt:
https://youtube.com/watch?v=yfsO-36j_nI
(ggf auch einfach mal durch die anderen Videos dieses Kanals klicken, da findest du bestimmt noch mehr zu dem Thema).
Grundsätzlich ergibt sich der Strahlungsdruck ja indem Atome fusionieren wobei die Masse des entstandenen Atoms geringer ist als die Masse der zwei fusionierten Atome. Da Masse=Energie, leuchtet die Sonne und erzeugt Energie
Und warum drückt diese Energie nach außen, der Gravitation entgegen?
Ich finde die Beschreibung bei Wikipedia eigentlich ganz gut. Ich sage es mal in meinen Worten:
Druck ist ja definiert als Kraft/Fläche. 1 Pa = 1 N/m^2.
Elektromagnetische Strahlung besteht aus Photonen. Die haben zwar keine Ruhemasse, aber eine relativistische Masse, die gemäß Äquivalenz von Energie und Masse m = h*f/c^2 beträgt /dabei ist f die Frequenz und c die Lichtgeschwindigkeit. Da Photonen also eine Masse und eine Geschwindigkeit haben, haben sie auch einen Impuls. Der ist p = h*f/c. Für N Photonen ist der Impuls entsprechend N*h*f/c.
Die Kraft ist die zeitliche Ableitung des Impulses, also F = dp/dt. Wenn die Frequenz konstant ist, erhält man: F = h*f/c dN/dt.
Wenn die Photonen senkrecht auf eine Fläche A treffen, dann wirkt auf die Fläche ein Strahlungsdruck von p=F/A = h*f/(c*A) dN/dt.