Physik

Warum zieht Schwarz die Hitze an?

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Gábor Paál
Gábor Paál (Foto: SWR, Oliver Reuther)

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Schwarz schluckt, Weiß reflektiert

Das lässt sich leicht beantworten, wenn man die Gegenfrage stellt: Wann ist eine Oberfläche schwarz? Sie ist dann schwarz, wenn sie das Licht, das auf sie fällt, vollständig schluckt und mit dem Licht auch die darin enthaltene Energie. Während eine weiße Oberfläche einen Großteil des Lichts reflektiert und damit die Energie wieder abgibt.

Eintreffende Lichtstrahlen treten in Wechselwirkung mit den Atomen

Wenn eine Oberfläche Licht "schluckt" bedeutet das vor allem, dass die eintreffenden Lichtstrahlen in Wechselwirkung treten mit den Atomen an der betreffenden Oberfläche. Die Physik erlaubt es ja, dass man sich das Licht als Teilchen vorstellt – viele kleine Photonen, die auf die Oberfläche auftreffen.

Ist eine Oberfläche hell, bedeutet das, dass ein großer Anteil dieser Photonen an der Oberfläche wieder abprallt.

Ist ein Material dagegen dunkel, dann bedeutet das in der Regel, dass die Lichtteilchen die Atome in diesem Material anregen bzw. in Schwingungen versetzen. Das Lichtteilchen gibt also seine Energie ab und fliegt nicht mehr davon. Die Energie bleibt im Material – und das wärmt sich auf diese Weise auf.

Braune Haut schützt vor UV-Strahlung

Warum aber haben Menschen, die in heißen Gebieten leben wie z.B. in Afrika, dunkle Haut? Die braune Haut schützt nicht vor der Wärme – sondern vor der gefährlichen UV-Strahlung. Die Bräune entsteht durch ein bestimmtes Farbpigment, das Melanin. Dieses Pigment "entschärft" die UV-Strahlung, indem es sie absorbiert und den Strahlen damit ihre gefährliche Energie nimmt – die Energie, die sonst die Zellen schädigen kann. Deshalb wird die Haut auch dunkel. Denn für sie gilt das Gleiche wie für andere Oberflächen: Je mehr Lichtstrahlen sie absorbiert, desto dunkler wird sie.

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