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Elektromagnetische Wellen
Um zu verstehen, wie Licht von der Sonne zur Erde gelangt, muss man verstehen, was Licht ist. Licht ist eine elektromagnetische Welle - eine Welle elektrischer und magnetischer Energie, die sehr schnell schwingt. Es gibt viele verschiedene elektromagnetische Wellen, und der Typ wird durch die Oszillationsgeschwindigkeit bestimmt. Beispielsweise schwingen Radiowellen langsamer als Licht, während Röntgenstrahlen viel schneller schwingen. Diese elektromagnetischen Wellen breiten sich in kleinen Paketen aus, die als Photonen bezeichnet werden. Da sich Licht sowohl in Wellen als auch in Photonenpaketen bewegt, verhält es sich sowohl wie eine Welle als auch wie ein Teilchen.
Reisen durch den Weltraum
Die meisten Wellen erfordern ein Medium, um sich fortzubewegen. Wenn Sie beispielsweise einen Stein in einen Teich fallen lassen, erzeugt dies Wellen im Wasser. Kein Wasser, keine Wellen. Da Licht jedoch aus Photonen besteht, kann es sich wie ein Strom winziger Teilchen durch den Raum bewegen. Die Photonen bewegen sich tatsächlich schneller durch den Weltraum und verlieren unterwegs weniger Energie, weil keine Moleküle im Weg sind, um sie zu verlangsamen.
Atmosphäre
Wenn sich Licht von der Sonne durch den Weltraum bewegt, bewegen sich alle Lichtfrequenzen in einer geraden Linie. Wenn jedoch Licht auf die Atmosphäre trifft, beginnen die Photonen mit Gasmolekülen zusammenzustoßen. Rote, orange und gelbe Photonen haben lange Wellenlängen und können sich direkt durch die Gasmoleküle bewegen. Grüne, blaue und violette Photonen haben jedoch kürzere Wellenlängen, so dass Moleküle diese leicht absorbieren können. Die Moleküle halten das Photon nur für einen Moment fest und schießen es dann in zufälliger Richtung wieder aus. Deshalb sieht der Himmel blau aus. Viele dieser gestreuten Photonen fliegen auf die Erde zu und lassen den Himmel leuchten. Deshalb sehen Sonnenuntergänge auch rot aus. Bei Sonnenuntergang müssen die Photonen durch eine größere Schicht der Atmosphäre wandern, bevor sie Ihre Augen erreichen. Von den höherfrequenten Photonen werden mehr absorbiert und es entstehen Schichten aus Rot, Orange und Gelb.