Physik der Sonne 



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Blickt man nach einer Stelle M am Sonnen- 

 rande hin, die sich in der Nahe der Photo- 

 sphare bet'indet und sich eben auBerhalb der 

 Scheibe projiziert, so sieht man in M sehr 

 wenig Licht wenn bloB der radiale Gradient 

 besteht. Befinden sich dort aber geniigend 

 groBe unregelmaBige Gradjenten, so kann 

 Licht , welches entsprechend irgendeinem 

 Kadiusvektor der Bestrahlungsflache die 

 Stelle M erreicht hat, nach uns zu gebogen 

 werden. Dazu muB offenbar der Gradient 

 eine (mit Bezug auf die Photosphare) ver- 

 tikale Komponente haben, die mindestens 

 so groB ist, daB der Kriimmuiigsradius eines 

 horizoiitalen Strahles der Bedingung urnii^t: 



e < r. 



Es ist wahrscheinlich, daB in den der 

 Beobachtung zugangliclicii Schichten der 

 Sonne der Durchschnittswert der unregel- 

 maBigen Dichtigkeitsgradienteu von auBen 

 nach innen znnimmt. Die scharfe Begrcn- 

 zung der Scheibe konnte nun dadurch zu- 

 stande kumnien. daB in einer gew ; sscn Schicht 

 von weniger als 700 kin Dicke schon eine 

 geniigende Zunahme jenes Durchschnitts- 

 wertes stattfindet. ,, Geniigend" ware eine 

 Zunahme, die zur Folge hatte, daB der 

 mittlere Kriiminungsradius Q, den die Licht- 

 strahlen beini Passieren der unregelmaBigen 

 (iradienten aufweisen, von einem sehr groBen 

 Werte (z. B. o>3r in der oberen Schicht - 

 grenze) an, bis etwa zu einem Werte g< 1 / 3 r 

 (in der unteren Schichtgrenze) abnahme. 

 Dann wiirde die untere Grenzflache der 

 Schicht schon ziemlich viel Licht tangential 

 anssenden; und weil die ganze Schicht am 

 Eandc nur 1" dick erscheint, beobachtet 

 man dort einen Helligkeitssprung (clieser 

 Anffassung des Sonnenrandcs wird sich 

 weiter unten eine Deutung der Chromo- 

 spharenerschemungen von selbst auschlieBen). 

 30) Absorption, Dispersion und 

 Diffusion. Liclitbrechnng findet im all- 

 gemeinen start, wenn in den nacheinander 

 durchstrahlten Teilen des Mediums die be- 

 trachtete Lichtsorte sich mit versehiedener 

 Geschwindigkeit Eortpflanzt. Jeder homo- 

 gene Teil hat fur die Lichtsorte seinen be- 

 stimmten absoluten Breclmng^index n = 

 v 

 - (v= Geschwindigkeit des Lichts in vacuo, 



Vn 



Vn = Geschwindigkeit der betreffcndm 

 Licht art im Medium); fur verschiedene Wel- 

 lenlangen sind nun aber v n und deshall) n 

 nngleich. Die GroBe n, als Funktion der 

 Wellenlange /I betrachtet, nennt man die 

 Dispersion des Mediums; sie hangt nach 

 der herrsclienden Lichttheorie mit der Ab- 

 sorption des Lichts im Medium eng zu- 

 sammen. 



Es liiBt sich also der ganze ProzeB der 

 Lichtausbreitung durch die ausgedehnten 



Atmospharen der Himmelskorper nur ver- 

 steheu auf Gnuullage der Theorie der Ab- 

 sorption und Dispersion; wir miissen deshalb 

 im folgenden den Inhalt des Artikels ,,Licht- 

 dispersion" unbedingt als bekannt voraus- 

 setzen. AuBerdem ist es notwendig, jener 

 Theorie sogleich eine kleine Erweiterung zu 

 [geben, um sie den Verhaltnissen sehr 

 groBer Gasmassen anzupassen, welche 

 von den gewohnlichen, experimentellen Ver- 

 hiiltnissen in gewisser Hiusicht verschieden 

 sind. 



Zuniichst erinnern wir an das experimentell 

 ausgiebig bestatigte Hauptgesetz der Dis- 

 persion: sie ist in der Nahe der Absorptions- 

 linien anomal (dro/iu/.o--, ungleichmiiCig, nicht 

 glatt verlaufend ; mit fo,no; oder mit normal hat 

 das Wort keino Verwandtschaft) ; die Funktion 

 n = f(i) hat ein scharfes Maximum auf der nach 

 rot gewcndeten Seite und ein scharfes Minimum 

 auf tier nach violett gewendeten Seite jeder Ab- 

 sniptidiisliiiif. In linienfreien Teilen des Absorp- 

 tionsspektrums nimmt n mit abnehmender Wellen- 

 lange allmahlich zu : dort ist die Dispersion ho mal 

 (6/uaio-:, glatt). Diese Bezeichnung ist richtiger 

 ;'.ls der gebrauchliche Ausdruck ,,normale Dis- 

 pcrsimr', weil die anomale und die homale 

 Dispersion beide normal sind und es keine ab- 

 norme Dispersion gibt. 



Die Anomalie der Dispersion wird in der elek- 

 tromagnetischen Theorie dem Mitschwingen von 

 Elektronen zugeschrieben. Es findet immer cine 

 Schwiichung des einfallenden Lichtbiindels statt, 

 incleni ein Teil seiner Energie auf die Elektronen 

 des Mediums iibertragen wird: und weil die 

 Elektronen diesen Bruchteil nicht immcrfort 

 aufspeichern kiinnen, sondern in einen statio- 

 naren Zustand geraten, nimmt man an, diese 

 Energie werde in irgendeincr Weise ..verzehrt". 

 Mathematisch driickt man das so aus, daB man 

 in die Bewegungsgleichung des Elektrons ein 

 seiner Geschwindigkeit proportionales Diimp- 



fungsglied y -r- (wie eine Reibungskraft) ein- 



fiihrt. 



Die kleine Erweiteruug, welche wir der 

 Theorie geben miissen, besteht nun darin, 

 daB wir den Da'mpi'ungsparameter y in zwei 

 Teile zerlegen, (vgl. W. H. Julius, Physik. 

 Zeitschrift 12, 329, 1911), weil dieSchwachung 

 des einfallenden Lichts von zwei Ursachen 

 herriilirt: Diffusion uud Absorption. 

 Diese beeinflussen die Intensitat des aus- 

 tretenden Lichtbundels nach ganz ver- 

 schiedenen Gesetzen, wie aus der folgenden 

 Ueberlegring hervorgeht. 



Ein die Gasmasse durchsetzender Wellrnzu;; 

 zwingt den Elektronen erz^tmgene Si-h\vin- 

 gungen seiner eigenen Periode auf; diese \\rnlrn 

 von den Elektronen nach alien Richtungen hin 

 wieder ausgestrahlt: das ist also eine Diffusion 

 des Lichts, wobei die ursprungliche Wellenlange 

 ungeilndert bleibt. 



Das Mitschwingen geschieht aber besomlers 

 kraftig, wenn die Periode der einfallenden \\YlIeu 

 der Eigenschwiiigtiiigsdauer der Elektronen ^ehr 



