Der Exoplaneten - Thread

[Skymarshall]

Was die Wellen angeht: Da hab ich hier mal eine schöne Darstellung.

Wellenmodelle

Beachtet bitte den roten Punkt. Dann seht ihr, dass der immer auf der selben Stelle bleibt.

Was man auf dem Wasser sieht, ist übrigens keine Welle, sondern die Schwingung. Die Welle sorgt dafür, dass nicht nur die Wassermoleküle um den Stein herum schwingen, sondern sich diese Schwingung auf die anderen Wassermoleküle überträgt.

Ok. Die senkrechte Schwingung hat wohl auch mit der Viskosität, Dichte und Erdanziehungskraft zu tun, oder?

Im Gegensatz zu Schallwellen welche ja dann in Ausbreitungsrichtung schwingen, wie QoS'Ca es formulierte.

Kompressionswellen wohl auch weil es dann verschiedene Wellenbereiche gibt. Ganz kurz, kurz, mittel, lang usw... wie bei Strahlungen.

Allerdings verhalten sich Strahlungen und Schallwellen in Medien umgekehrt. Vermutlich weil Schall selber ein Schwingungszustand des Mediums ist welcher weitergegeben wird(umso dichter, umso besser) und STrahlen sich wirklich durch das Medium bewegen. Und dementsprechend gebremst/abgelenkt werden.

Also: sichtbare "Wasserwelle" (ugs.) = Schwingung; Fortbewegung der "Wasserwelle" geschieht aufgrund der eigentlichen Welle
Und die Stoßfront einer Nova ist einfach nur Materietransport.

(Stoßfront, das ist es! Jetzt haben wir etwas, das nicht so zu Irrtümern führt wie "Schockwelle" )

Vielleicht passt ein anderes Vergleich ja besser - die äußeren Partikel oder Splitter einer Explosion.

Auf jeden Fall weiß ich ja jetzt was ihr gemeint habt.

[HiroP]

Hmmm, wenn die Dichteunterschiede so gering sind, ist das für die Expansion vielleicht doch nicht so entscheidend.

Das käme darauf an, wie stark sie sich durch die Expansion der Materiefront aufblähen.

Ich meine mit dem Mantel die Konvektionszone der Erde. Mehr brauche ich dir als Geophysiker ja sicher nicht darüber zu erklären, oder?
Dass Plasma kein starres Gebilde ist, dürfte auch klar sein. Immerhin ist es lediglich extrem heißes, ionisiertes Gas.

Du meinst, dass sich der Erdmantel über geologische Zeiträume wie eine extrem viskose Flüssigkeit verhält? Dass daher aufgrund verschiedener Faktoren Konvektion im Erdmantel stattfindet? Sorry, ich seh immer noch nicht den Zusammenhang mit diesem Thema hier.

[QoS'Ca]

@ Skymarshall: Die Schwingung des Mediums hat schon damit zu tun, in erster Linie aber mit der Energie, die du eingebracht hast (Wie stark stippst du den Stein ins Wasser) und wie schnell du in reintauchst bzw. wie oft du Steine auf die selbe Stelle wirfst. Die Schwingungsrichtung hat mit der Wellenform zu tun, weil es sich hier um Transversalwellen handelt.

Was die Kompressionswellen angeht: Die haben nichts mit der Wellenlänge zu tun, sondern mit der Ursache. Beben oder Gezeiten schieben das Wasser in Ausbreitungsrichtung vom Epizentrum bzw. vor der Tiede her. Daher handelt es sich hierbei um Longitudinalwellen.

@ HiroP: Ok, es dauert natürlich ca. 5 Mio. Jahre, bis das Magma an einer Stelle komplett umgewälzt wurde. Natürlich hat Magma eine hohe Viskosität, weshalb sich auch die Ströme nur mit wenigen cm/Jahr bewegen. Allerdings wollte Ich dir ja nur eine Parabel zur Konvektion in der Sonne geben und dachte, dass du als Geophysiker am besten über die Strömungsverhältnisse im Erdmantel Bescheid weißt.

Schau dir das mal an: Konvektionsströmungen

[HiroP]

Beben oder Gezeiten schieben das Wasser in Ausbreitungsrichtung vom Epizentrum bzw. vor der Tiede her. Daher handelt es sich hierbei um Longitudinalwellen.

Moment, Moment, Gezeiten sind keine regulären Wellenphänome, wie wir sie hier gerade besprechen.

Was heißt hier geologische Zeiten? Der Erdmantel ist mehr oder weniger flüssig. Natürlich hat Magma eine hohe Viskosität, weshalb sich auch die Ströme nur mit wenigen cm/Jahr bewegen. Ich wollte dir eine Parabel zur Konvektion in der Sonne geben und dachte, dass du als Geophysiker am besten über die Strömungsverhältnisse im Erdmantel Bescheid weißt.

Der Erdmantel ist nicht flüssig, das ist schlichtweg falsch. Er besteht aus zunächst einmal aus festem Gestein! Der Beweis: Ausbreitung von S-Wellen (s.o.) im Erdmantel. Wäre er flüssig, könnten S-Wellen sich dort nicht ausbreiten.

Betrachtet man die für die Konvektion entscheidende Rayleigh-Zahl für den Erdmantel, stellt man fest, dass sie um ein paar Größenordnungen größer ist als die sogenannte kritische Rayleigh-Zahl, die das Auftreten von Konvektion in einem Medium festlegt. Daher weiß man, dass der Mantel konvektiert.

Über geologische Zeiten, das heißt in Zeiträumen von Mio. Jahren, verhält sich das Gestein des Mantels wie eine Flüssigkeit und konvektiert.

Aber ich verstehe jetzt, was du meintest. Ich bin bloß nicht darauf gekommen, weil die Konvektion in der Sonne doch auf schnelleren Zeitskalen abläuft.

Edit:
Als du weiter oben über Ionen gesprochen hast, meintest du da die sich mit der Tiefe ändernde Ionisierung des Wasserstoff in der Konvektionszone der Sonne?

[Skymarshall]

@ Skymarshall: Die Schwingung des Mediums hat schon damit zu tun, in erster Linie aber mit der Energie, die du eingebracht hast (Wie stark stippst du den Stein ins Wasser) und wie schnell du in reintauchst bzw. wie oft du Steine auf die selbe Stelle wirfst.

Das ist einmal die Stärke....

Die Schwingungsrichtung hat mit der Wellenform zu tun, weil es sich hier um Transversalwellen handelt.

Aber warum sind es Transversalwellen? Wasser pendelt sich doch aus. Das meinte ich damit. Und das hat doch mit der Gravitation zu tun. Eigentlich machen das fast alle Flüssigkeiten. Z.b. kann man das gut in einen Eimer oder einer Wanne ausprobieren.

Was die Kompressionswellen angeht: Die haben nichts mit der Wellenlänge zu tun, sondern mit der Ursache. Beben oder Gezeiten schieben das Wasser in Ausbreitungsrichtung vom Epizentrum bzw. vor der Tiede her. Daher handelt es sich hierbei um Longitudinalwellen.

Ich meinte Kompressionswellen beim Schall...

Schallwellen sind Longitudinalwellen. Sie schwingen in Ausbreitungsrichtung. Sie sind Kompressionswellen.

Das mit den Wellenlängen meinte ich wenn die Wellen z.B. stärker komprimiert werden. Von Schall in Ultraschall oder so.

Die Wellenlängen müßten dann ja vom Kompressionsgrad abhängig sein.

Und beim Licht ist es ähnlich. Nämlich die Blau und Rotverschiebungen bei der Entfernungsbestimmung. Welche wohl auch mit den Wellenlänge zu tun haben.

Aber ich komme wohl ein wenig weit vom Thema ab.

[QoS'Ca]

@ Skymarshall: Wenn du mit Stärke die Höhe der Wasserwelle, also die Amplitude meinst, stimmt das.

Was die Wellenform angeht, musst du dir das Bild etwas anders vorstellen. Die eigentliche Welle im Wasser ist eine Longitudinalwelle. Was wir am Strand sehen kommt nur zustande, weil die Welle aus den tieferen Schichten kommt. Sie läuft über den Meeresboden. Wenn sie an den Strand läuft, wird das Wasser flacher. Daher wächst sie am Strand über die Wasseroberfläche raus.

Kompressionswellen und Schall: Im Endeffekt läuft das auf das selbe hinaus. Es gibt einen Physikversuch, wo man mit einer Trommel in 10 m Entfernung eine Kerze auspustet.

@ Hirop: Betreff Gezeiten: Wenn du es sagst... Aber ich dachte, dass das Wasser durch die Gravitation von Sonne und Mond Energie bekommt. Immerhin wird Arbeit verrichtet (Fg (Sonne+Mond) * Hubweg des Wassers). Und Wellen sind ein Energietransport in einem Medium.

Betreff Mantel: Ich dachte, die harte Substanz, auf der wir rumtrampeln, ist die Erdkruste, die auf dem Mantel schwimmt?! Und in denen schallen die Geologen fleißig rum. Und ich dachte, du bist von Natur aus eher Physiker als Geologe. Warum glaubst du dann, dass sich in Flüssigkeiten keine Schallwellen ausbreiten können?!? Was meinst du, wie bei einem Boot das Sonar funktioniert? Oder der Walgesang? Die haben kein Telefon! *lol* Glaub mir, ich will dich nicht auslachen. Aber in der Tat breiten sich Wellen in Flüssigkeiten sehr gut aus. Viele Male besser als in Gasen. Daher verwendet man bei Ultraschallmessungen auch Flüssigkeiten als Ankopplungsmedium. In der Materialprüfung Honig oder Öl, bei schwangeren Frauen dieses glitschige Gel. (Honig fänd ich persönlich besser^^)

Betreff Konvektion: Sag ich doch. Übrigens ein Beweis für den flüssigen Kern. Als Feststoff könnte er nicht konvektieren.

Betreff Ionen: Die kühlste Zone der Sonne ist die Photosphäre mit 6000 K. Da ist jedes Gas bereits ionisiert. Der Wasserstoff ionisiert also nicht in der Tiefe, sondern liegt nur als Ionen vor. Hier die Definition von Plasma (Hoch lebe Wikipedia!)

Schön, dass ich es jetzt endlich ordentlich vermitteln konnte.

[Skymarshall]

@ Skymarshall: Wenn du mit Stärke die Höhe der Wasserwelle, also die Amplitude meinst, stimmt das.

Was die Wellenform angeht, musst du dir das Bild etwas anders vorstellen. Die eigentliche Welle im Wasser ist eine Longitudinalwelle. Was wir am Strand sehen kommt nur zustande, weil die Welle aus den tieferen Schichten kommt. Sie läuft über den Meeresboden. Wenn sie an den Strand läuft, wird das Wasser flacher. Daher wächst sie am Strand über die Wasseroberfläche raus.

Also einmal das sichtbare an der Oberfläche = Transversall und das eigentliche was mit der Ausbreitungsrichtung zu tun hat = Longitudinal.

Habe ich das jetzt richtig verstanden?

Und beim Schall handelt ausschließlich um Longitudinalwellen?

Kompressionswellen und Schall: Im Endeffekt läuft das auf das selbe hinaus. Es gibt einen Physikversuch, wo man mit einer Trommel in 10 m Entfernung eine Kerze auspustet.

Das glaube ich.

Es gibt ja auch die Bezeichnung "Schalldruck". Ok, das hat auch mit der Lautstärke zu tun. Will nicht noch mehr durcheinander bringen.

Unter Kompression stelle ich mir eine Art "Längenkontraktion" der Schallwellen vor(also horizontal). Ist das so richtig?

Deswegen hatte ich auch "Ultraschall" vorher genannt.

[QoS'Ca]

nee nee! Die Schwabbelnden Wellen an der Oberfläche haben nichts mit einer Änderung der Wellenrichtung zu tun. Ich hab das mal versucht, graphisch zu verdeutlichen:
Das eine Bild zeigt Wellen niedriger Frequenz (langwellig). Das andere zeigt kurzwellige Wellen. Die schwarzen Balken sind die Wellenfronten. Da eine konstante Wasserwand vorwärts geschoben wird, hebt sich diese Wand beim Erreichen des Strandes aus dem Wasser. Ist der Wasserberg zu hoch, bricht die Welle. Erreicht sie den Rand des Meeres, schwappt sie auf den Strand. Das ist alles.

Ja, Schallwellen sind Longitudinalwellen. Je nach Medium, Einschallwinkel und Quelle kann sich Schall aber auch als Transversalwelle ausbreiten.

Nein, eine Änderung der Wellenlänge ist keine Kompression der Welle. Eine Welle ist kein Körper. Es ist lediglich der Übertrag von Energie! Bitte nicht vergessen. Die Kompression von Wellen wäre so, als wenn du die Wärmestrahlung eines Feuers kälter machen willst, indem du die Luft komprimierst. Das geht nicht.

Die Schallschnelle ist die Maximalgeschwindigkeit einer Welle und wird in phon angegeben. Ist die Schallschnelle über 130 phon, tut's weh.

Der Schalldruck ist von Dichte des Mediums, Frequenz und Geschwindigkeit der Welle abhängig. Die Frequenz ist von der Schwingfrequenz der Quelle abhängig und hat wie gesagt nichts mit Kompression zu tun.

Also das eigentliche Thema war ja Planet in 20Lj. Entfernung. Meint ihr nicht, das Ganze sollte in einen "Wellen"-Thread verschoben werden?

[Skymarshall]

Ok. Jetzt habe ich es wohl verstanden. Wellenlehre ist ein Fall für sich(und wie ich finde mehr als einfache Mechanik, ich komme aus dem Handwerk). Aber du hast das ganz gut erklärt.

[HiroP]

Betreff Gezeiten: Wenn du es sagst... Aber ich dachte, dass das Wasser durch die Gravitation von Sonne und Mond Energie bekommt. Immerhin wird Arbeit verrichtet (Fg (Sonne+Mond) * Hubweg des Wassers). Und Wellen sind ein Energietransport in einem Medium.

Hab wohl übertrieben. Gezeiten kann man natürlich als Schwingung ansehen. Der Erreger ist bloß etwas komplexer als bei den Wellenarten, die wir bisher hier besprochen haben.

Betreff Mantel: Ich dachte, die harte Substanz, auf der wir rumtrampeln, ist die Erdkruste, die auf dem Mantel schwimmt?! Und in denen schallen die Geologen fleißig rum. Und ich dachte, du bist von Natur aus eher Physiker als Geologe. Warum glaubst du dann, dass sich in Flüssigkeiten keine Schallwellen ausbreiten können?!? Was meinst du, wie bei einem Boot das Sonar funktioniert? Oder der Walgesang? Die haben kein Telefon! *lol* Glaub mir, ich will dich nicht auslachen. Aber in der Tat breiten sich Wellen in Flüssigkeiten sehr gut aus. Viele Male besser als in Gasen. Daher verwendet man bei Ultraschallmessungen auch Flüssigkeiten als Ankopplungsmedium. In der Materialprüfung Honig oder Öl, bei schwangeren Frauen dieses glitschige Gel. (Honig fänd ich persönlich besser^^)

Okay, ich hab mich misverständlich ausgedrückt.
S-Welle bedeutet in der Seismik, die übrigens von den Geophysikern gemacht wird, nicht von Geologen, Sekundärwelle. Sie heißen so, weil sie bei Erdbeben in Seismogrammen immer als zweite, nach den P-Wellen (P wie primär), ankommen. Die ewigen Loser sozusagen.
S-Wellen in der Seismik sind keine Schallwellen! Es sind Transversalwellen, die sich in Flüssigkeiten nicht ausbreiten. Die Transversalwelle, die man bei eurem Stein-ins-Wasser-Spiel beobachtet ist eine Oberflächenwellen. Sie breitet sich nur an der Oberfläche des Mediums, hier Wasser, aus!
S-Wellen breiten sich aber im Erdmantel aus. Daher weiß man, dass er nicht flüssig sein KANN. Man kennt aber auch die Rayleigh-Zahl des Erdmantels, daher weiß man wiederum, dass der Mantel konvektieren kann. Es gibt natürlich noch andere Anzeichen dafür, aber das war sozusagen der Auslöser, das ganze mal näher zu untersuchen.
Jetzt alles klar? Wir haben kurzzeitig aneinander vorbeigeredet...

Betreff Konvektion: Sag ich doch. Übrigens ein Beweis für den flüssigen Kern. Als Feststoff könnte er nicht konvektieren.

Der ÄUßERE Kern der Erde ist in der Tat flüssig. Stichwort "Dynamotheorie". Das weiß man übrigens ebenfalls daher, dass man dort keine S-Wellen-Ausbreitung beobachtet.

Betreff Ionen: Die kühlste Zone der Sonne ist die Photosphäre mit 6000 K. Da ist jedes Gas bereits ionisiert. Der Wasserstoff ionisiert also nicht in der Tiefe, sondern liegt nur als Ionen vor. Hier die Definition von Plasma (Hoch lebe Wikipedia!)

Ich zitier mal aus meinem Unsöld & Baschek, 1999:
Der Antrieb für die Konvektion in der etwa 200 000 km dicken Konvektionsschicht der Sonne unterhalb der Photosphäre herrscht ein, ich nenn es einfach mal so, Ionisierungsgradient. Das heißt, oberhalb dieser Schicht, also in der Photosphäre ist der Wasserstoff (das mit Abstand häufigste Element) NEUTRAL, nicht wie du sagst, ionisiert.
Innerhalb der Konvektionszone ist er teilweise ionisiert, unterhalb vollständig. Mit einem aufsteigenden Volumenelement passiert nun folgendes: Während das Volumenelement steigt, beginnt der Wasserstoff zu rekombinieren. Dabei werden pro Rekombinationsprozess 13.6 eV der thermischen Energie des Volumenelementes zugefügt. Dadurch wird das Element wärmer als seine Umgebung im Strahlungsgleichgewicht. Das Volumenelement steigt also weiter auf.
Bei einem absinkenden Volumenelement verhält es sich genau umgekehrt.

Das meinte ich.

[QoS'Ca]

Ah, ok. Wobei ich kurz verdutzt war, wie persönlich der Herr Unsold schreibt, bis ich gemerkt habe, dass du da Bemerkungen eingefügt hast.

Mit den Transversalwellen hast du recht. Die können sich in der Tat nur in festen Medien fortbewegen. Also noch ein Beweis, dass sie Looser sind. Wie tief dringen denn die S-Wellen ein? Ok, wenn du sagst, dass sich im äußeren Kern keine S-Wellen ausbreiten, werden sie wohl schon an die 2500 km weit eindringen. (Warum gibt es eigentlich keine Mm {Megameter}? Nach km. geht's mit AU weiter. )

PS: Geologen beschäftigen sich also lediglich mit der Materie an sich, also Steinen, Mineralen und Kristallen. Da könnte man ja meinen, dass das ziemlich eingeschränkt wäre, wenn ich nicht wüsste, dass es 7 Kristallsysteme, 14 Bravaisgitter, 32 Kristallgruppen und etwa 7500 verschiedene Minerale zzgl. Varietäten gibt. (Nur als Bemerkung, ich will jetzt nicht darüber diskutieren. )

@ Skymarshall: Danke, ich geb' mir Mühe.^^

[HiroP]

...Wie tief dringen denn die S-Wellen ein? Ok, wenn du sagst, dass sich im äußeren Kern keine S-Wellen ausbreiten, werden sie wohl schon an die 2500 km weit eindringen. (Warum gibt es eigentlich keine Mm {Megameter}? Nach km. geht's mit AU weiter. )

weiß ich auch nicht. Hab ich mich aber auch schon gefragt. Ich hab sogar schon mal den Begriff "Megatote" gehört. Das fand ich wirklich schräg...

Mit modernen Seismographen kann man den Verlauf der Primär- und Sekundärwellen durch den ganzen Erdball verfolgen. Doch das nur nebenbei. Hier findest du noch einige gute Infos zum Thema Seismik.

PS: Geologen beschäftigen sich also lediglich mit der Materie an sich, also Steinen, Mineralen und Kristallen. Da könnte man ja meinen, dass das ziemlich eingeschränkt wäre, wenn ich nicht wüsste, dass es 7 Kristallsysteme, 14 Bravaisgitter, 32 Kristallgruppen und etwa 7500 verschiedene Minerale zzgl. Varietäten gibt. (Nur als Bemerkung, ich will jetzt nicht darüber diskutieren. )

Denkste! Wer schreibt, kriegt auch ne Antwort.
Ich glaube, du meinst die Festkörperphysiker und Mineralogen. Oder, Spocky?

[QoS'Ca]

Ja, denke ich. Nein, meine ich nicht.

Ich hab das Ironie-Smiley gesehen, aber du darfst nicht denken, dass nur die Physiker mit Kristallen arbeiten. Ich bin, wie man sehen kann, Materialwissenschaftler. Wir haben sowohl Festkörperphysik, als auch Kristallographie/ Allgemeine Mineralogie. Dies haben wir bei einem Geologen gehört, weshalb ich jetzt ganz gute Beziehungen zu den Geologen habe. Die beschäftigen sich wirklich damit. (Und ich ganz nebenbei auch hobbymäßig mit Mineralen)

Nur, weil ein Stein ein fester Körper ist, heißt das nicht, dass er nur von einem Festkörperphysiker untersucht wird.

[HiroP]

Nur, weil ein Stein ein fester Körper ist, heißt das nicht, dass er nur von einem Festkörperphysiker untersucht wird.

Okay, sorry.
Das kommt davon, dass wir das Zeug in der Festkörperphysik doziert bekommen haben. Boah, das war schlimm...
Ich meinte auch bloß, dass die Festkörperphysik irgend wann mal angefangen wurde und sich dann über viele verschiedene Gebiete der Naturwissenschaften verteilt hat. Unter anderem in die Materialwissenschaft und die Mineralogie.

Und überhaupt sind die Lehrpläne doch sowieso entsprechend der Spezialisierungen von Uni zu Uni verschieden. Und bei uns lehren eben die Mineralogen Kristallkunde.

[QoS'Ca]

Jep, wobei die Festkörperphysik (FKP) ja auch abgestuft wird. Die Physiker (Diplom) haben die härteste Ausbildung. Bei uns ist es eher praktisch orientiert. Die Lehrämtler haben eine extrem abgespeckte Version. Wenn mein Bruder mal einen frisch gebackenen Physiklehrer in der Schule hat, kannst du aber darauf wetten, dass ich ihn soweit vorbereite, dass er den auf Herz und Nieren im Thema FKP ausfragt.^^

Bei uns haben auch die Mineralogen Kristallkunde (Bei uns halt Kristallographie / Mineralogie) gelehrt. Auch, wenn wir zur Physik gehören. FKP hatten wir trotzdem, aber von Physikern gelehrt.

Wegen Seismik und Geo-Aufbau kann ich ja am Wochenende mal in der Bibliothek nachschauen. Vielleicht findet sich da die Antwort auf unsere Diskussion. Dann stell ich das hier rein. (Mann, wir sollten echt einen Geo-Thread aufmachen )