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Interessante Effekte die man bei Uranglas beobachten kann
Gehen Sie mit einem Uranglas, am besten eines mit möglichst starker Fluoreszenz, kurz vor dem Einnachten oder Frühmorgens vor Sonnenaufgang ins Freie (blaue Stunde). Dann ist die UV-Strahlung auf der Erde im Verhältnis zur sichtbaren Strahlung viel höher. Das hat zur Folge, dass die Fluoreszenz des Glases deutlich sichtbar wird. Dies äussert sich an einem schwachen grünen Schimmer des Glases. Es scheint förmlich von alleine zu leuchten. Am Tag überdeckt das sichtbare Licht das UV-Licht bei weitem. Deshalb ist die Fluoreszenz nicht direkt sichtbar, lediglich die Farben werden intensiver (verursacht durch die Fluoreszenz, die natürlich trotzdem vorhanden ist).
Physikalische Erklärung dazu:
Der Begriff “Blaue Stunde” stammt ursprünglich aus der Poesie und beschreibt zwei Zeitspannen: Die Zeit der Dämmerung zwischen Sonnenuntergang und nächtlicher Dunkelheit sowie die Zeit kurz vor Sonnenaufgang, in der das künstliche Licht in etwa dieselbe Helligkeit wie das natürliche Licht hat. Fast unbemerkt findet in der Natur kurz vor Sonnenaufgang oder kurz nach Sonnenuntergang eine wundersame Wandlung statt.
Bei klarem Himmel verändert sich die Farbe des Lichts von Minute zu Minute: Morgens geht das tiefe Blau über zunehmendes Rot in Tageslicht über und am Abend, wenn die Sonne noch knapp über dem Horizont steht, sieht man erst gelbrotes Licht, das dann nach und nach in das nächtliche Blau übergeht. Diese Zeit nennt man die “Blaue Stunde”.
Was bedeutet Blaue Stunde?
Ihren Namen hat die Blaue Stunde von der tiefblauen Färbung des klaren Himmels in den späten Abend- und den frühen Morgenstunden. Sie kommt durch die unterschiedliche Streuung des Sonnenlichts in der Atmosphäre und die Filterwirkung der Ozonschicht zustande. Während zu Zeiten des Tageslichts die Sonnenstrahlung den kurzen direkten Weg durch die Atmosphäre nimmt, erreicht uns das Sonnenlicht während des Sonnenauf- und -untergangs nur über den wesentlich längeren Weg über den Horizont.
In der Luft werden die Farben des Sonnenlichts unterschiedlich stark gebrochen: Rot und Gelb am schwächsten, Blau und Violett am stärksten. Solange die Sonne noch knapp über dem Horizont steht, wirkt die Umgebung wie in rotes Licht getaucht, da sie zu diesem Zeitpunkt noch direkt von der Sonne angestrahlt wird. Direkt nach dem Sonnenuntergang erreicht die Erde nur noch das blaue Streulicht der hinter dem Horizont stehenden Sonne (viel UV-Licht => unser Uranglas-Effekt).
Lichtbrechung und Spektralfarben
Fällt ein Lichtstrahl durch ein Glasprisma, wird der Strahl zweimal gebrochen, das erste Mal beim Übergang vom optisch dünneren zum optisch dichteren Medium (Luft-Glas) und zum zweiten Mal beim Übergang vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium (Glas-Luft). Verschiedene Wellenlängen werden unterschiedlich stark gebrochen. Fällt “weißes” Licht, z.B. Sonnenlicht, durch ein Prisma entsteht ein kontinuierliches Spektrum, welches ungefähr 300 vom Auge unterscheidbare Farbnuancen umfasst. Diese Spektralfarben lassen sich optisch nicht weiter aufspalten, weshalb man sie auch spektralrein nennt. Das gleiche passiert wenn anstelle des Prismas Partikel in der Luft sind (z.B. Regentropfen => Regenbogen).
Wenn wir uns an Stelle des Prismas im Bild unten die Erdkugel vorstellen und wir uns gerade im Bereich von vier Uhr aufhalten (Position Zifferblatt resp. im Prisma unten dort wo der violette Strahl heraustritt), dann haben wir dort die Zeit kurz vor Sonnenaufgang resp. nach Sonnenuntergang (nur noch Wellenlängen kleiner als Blau erreichen die Erdoberfläche).
Das ist natürlich immer nur gerade auf den Erdteilen der Fall, wo gerade “blaue Stunde” ist.
Brechung von weißem Licht in die Spektralfarben. Violett und damit UV werden am stärksten gebrochen (kürzere Wellenlängen umso mehr) und damit nach unten auf die Erdoberfläche (rechte untere Prismaseite) gelenkt. Das sichtbare Licht erreicht den Bereich der Erdoberfläche wo wir zur blauen Stunde mit unserem Uranglas stehen nicht mehr, da der Teil der Erde welcher gerade direkt von der Sonne bestrahlt wird, im Weg steht.
Wann genau findet die Blaue Stunde statt?
Da der Zeitraum dieses besonderen Lichts sehr kurz ist, müssen Sie wissen, wann die Blaue Stunde beginnt. Im Internet finden Sie Tabellen wie z.B. HIER , die Ihnen die Zeiten der Blauen Stunde für viele Orte im Voraus anzeigen. In vielen Tageszeitungen finden Sie auf der Wetterseite ebenfalls den Zeitpunkt von Sonnenaufgang und -untergang. Kalkulieren Sie mit einem Zeitraum, der 45 Minuten vor Sonnenaufgang beginnt und 45 Minuten nach Sonnenuntergang endet.
Experiment:
Bei meinen blauen, stark abdunkelnden Vorhängen bemerkte ich kürzlich etwas sehr Interessantes: Die blocken das sichtbare Licht wie gewünscht ab, lassen aber einen grossen Teil UV-Strahlung durch. Die Urangläser in meiner Vitrine leuchteten schon fast gespenstisch, als ich einmal bei Tageslicht die Vorhänge zugezogen hatte…Ich wollte natürlich sofort wissen, ob das einen Zusammenhang mit der blauen Farbe hat. Es würde ja naheliegen, denn man weiss, dass alles was für unser Auge als Farbe wahrgenommen wird in einer bestimmten Frequenz schwingt und eine dementsprechende Wellenlänge emittiert. Ich habe andersfarbige Stoffe vor das Fenster gehalten und keine oder nur eine sehr schwache Fluoreszenz festgestellt. Blaue Stoffe lassen also einen grossen Teil der UV-Strahlung durch…. So gesehen müssten also rote Stoffe (am anderen Ende der Wellenskala) die UV-Strahlung blocken und dafür IR-Strahlung durchlassen.
Das erklärt zumindest ansatzweise warum schwarze Kleidung (Farbe) so warm wird bei Sonneneinstrahlung => vermutlich weil diese das ganze Wellenspektrum absorbiert und sich dadurch stark erwärmt (ist eine etwas unwissenschaftliche, aber vermutlich dem Sinn entsprechend korrekte Erklärung).