Hallo Allerseits! Ich arbeite zur Zeit mit einem Kollegen an einem Workshop für Schüler zum Thema Klimawandel. Um das ganze etwas spannender zu gestalten möchte ich ein Experiment in den Workshop integrieren, das die Absorption von IR-Strahlung demonstrieren soll. Ein Bild vom Experiment ist im Anhang - dadurch sollte die Mechanik dahinter leichter zu verstehen sein, als durch die folgende Beschreibung von mir. d: Das Experiment, das ich umsetzen will, besteht aus einer Lichtquelle im für Menschen sichtbaren Spektrum, welche die Sonne darstellen soll. Die Lampe leuchtet auf einen Metallring der die Erdoberfläche darstellt. Der Metallring emittiert dann, nachdem er von der Lampe aufgewärmt wurde, IR-Strahlung. Hinter einem IR-Durchlässigen Behälter befindet sich ein IR-Messgerät. Dieses misst die IR-Strahlung die von dem Metallring emittiert wird. Füllt man den Behälter mit CO2, wird ein Teil der IR-Strahlung von dem Treibhausgas absorbiert und das Messgerät zeigt einen niedrigeren Wert an. Diesen Aufbau gibt es zwar fix und fertig zu kaufen, der kostet aber leider ca. 1700€, was unser Budget bei weitem überschreitet. Daher möchte ich das Experiment selbst nachbauen. Link zur Seite des Herstellers: http://www.demoex.ch/?Produkte Es ist das 5. Produkt von oben. Da gibts auch ein Demo-Video. Bis zur Messung der IR-Strahlung sollte der Nachbau kein Problem darstellen. Doch was die Messung Angeht stehe ich vor einer Herausforderung. Ich bin ein Hobbybastler und habe ein sehr spärliches wissen was Elektronik angeht. Nach meinem bisherigen Wissen und Recherchen habe ich folgendes Konzept: CO2 absorbiert IR-Strahlung im Bereich von 1300 bis 1700 nm. Daher brauche ich eine entsprechende Fotodiode. Was ich bis jetzt zu einem angemessenen Preis gefunden habe: http://www.mercateo.at/p/2561-IG17X1000S4I/Fotodiode_IR_PIN_TO46_1550nm_500_1700nm_Montage_THT_1nA.html?chooseGeo=true&viewOptions=uiLanguage.de und verdecke sie mit unbelichteten und entwickelten Diafilm (empfohlen in diesem Forumspost https://www.fotocommunity.de/forum/zubehoer/infrarotfilter-selber-bauen---132797) welcher nur Licht im IR-Spektrum durchlässt. Den Sensor dann an einen Arduino anschließen, auslesen und bei einer Anzeige die Werte ausgeben. Da ich aber wie gesagt ein Leihe bin was die Messung angeht, habe ich keine Ahnung ob das so funktioniert und bitte um Meinungen bzw. Verbesserungs-/Übersetzungsvorschlägen von Fachkundigen! Liebe Grüße und Danke schon im Voraus lorebuch
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lorebuch schrieb: > Da ich aber wie gesagt ein Leihe bin was die Messung angeht, Nicht nur das! Selbst als Laie(!) kann man heraus finden, dass CO2 nicht das Problem ist. Wenn das Gas die Abstrahlung von Infrarot verhindert, behindert es auch die Einstrahlung! (Plus und Minus ergeben Null) Reflexionen oder gar Treibhauseffekte gibt es nur an signifikanten Schichten. Für solch eine Schichtenbildung ist CO2 viel viel viel zu gering in der Atmosphäre vorhanden!!! Es geht nur um unser Geld!
Der Anteil des Treihauseffektes von CO2 ist nur ein Drittel von Wasserdampf . https://de.m.wikipedia.org/wiki/Treibhauseffekt Das Wasserstoff betriebene Auto erzeugt Wasserdampf.
Route_66 H. schrieb: > Wenn das Gas die Abstrahlung von Infrarot verhindert, behindert es auch > die Einstrahlung! (Plus und Minus ergeben Null) Das dachte ich auch ursprünglich, das ist ja prinzipiell vollkommen korrekt. Dann fiel mir auf, dass die Einstrahlung im wesentlichen mit einer anderen (kürzeren) Wellenlänge als die Abstrahlung stattfindet, und dann kommt da nicht mehr Null heraus. Bestätigt hat meine Erkenntnis der Artikel, den Gerald verlinkt hat. Die ersten beiden Absätze geben genau das wieder, was ich angenommen hatte. Halbwahrheiten sind zweifellos keine Lügen, aber wenn man die zweite und entscheidende Hälfte verschweigt, um Überzeugungen zu verbreiten, werden sie zum Gegenteil von Wahrheit. Gerald K. schrieb: > Das Wasserstoff betriebene Auto erzeugt Wasserdampf. Ja und? Spielt das im Vergleich zu den enormen Mengen Wasserdampf, der nicht von den Weltmeeren, sondern von fast der gesamten Erdoberfläche aufsteigt, eine Rolle? (Oder war diese Feststellung nicht als Kritik an Wasserstoff betriebenen Autos gemeint?) Zur Frage: Zum Einen gibt der Versuchsaufbau nicht die hier beschriebenen, komplexeren Verhältnisse wieder. Das kann man tolerieren. Dann kann man aber auch gleich einen warmen Körper nehmen und die Strahlungsmessung daran machen, der Rest ist Schnickschnack. Zum Zweiten: Würde es nicht ein einfaches Infrarot-Strahlungsthermometer statt einer exotischen Diode (für die man keinen Arduino, sondern wahrscheinlich nur ein einfaches Drehspulinstrument zur Anzeige brauchen würde) plus einen IR-Filter tun?
Der Zahn der Zeit schrieb: > Spielt das im Vergleich zu den enormen Mengen Wasserdampf, der nicht von > den Weltmeeren, sondern von fast der gesamten Erdoberfläche aufsteigt, > eine Rolle? Und die Abgase (CO2) werden von der Natur nicht emittiert? Trotzdem ist Wasserdampf das kleinere Übel.
Der Zahn der Zeit schrieb: > Zum Zweiten: Würde es nicht ein einfaches Infrarot-Strahlungsthermometer > statt einer exotischen Diode (für die man keinen Arduino, sondern > wahrscheinlich nur ein einfaches Drehspulinstrument zur Anzeige brauchen > würde) plus einen IR-Filter tun? Müsste man die CO2 Wolke mit dem Smartphon sehen. Schließlich sieht man eine Infrarotdiode auch mit diesem.
Ui ui ui, hier geht's ja schon wieder rund. Die relevante Absorption des CO2 ist doch oberhalb von 10 um, oder? Da ist auch die Wärmestrahlung, die der Planet abgibt. Einfach Mal mit einem IR Thermometer testen, ob man einen Effekt sieht? Das mit der Absorption der Einstrahlung ist natürlich sinnloser Mist. Die Einstrahlung kommt von einem einige tausend Kelvin heißen Körper. Die Abstrahlung ist logischerweise viel langweiliger, solange wir uns hier noch unterhalten können. Deswegen heißt das auch Treibhauseffekt! Was denkst du was die Glasscheiben eines Treibhauses tun? Und selbst wenn die Einstrahlung wichtig wäre: dann würden wir für die Sonne auch dunkler und damit direkt mehr aufgeheizt. Wäre auch ein Problem. Leute, hört sich Mal bitte auf die ganze misinformation aus dem Netz zu glauben. Es gibt dazu hunderte echte Experten und die streiten sich über ganz andere Punkte als solche Kinkerlitzchen!
Der Zahn der Zeit schrieb: > Zur Frage: Zum Einen gibt der Versuchsaufbau nicht die hier > beschriebenen, komplexeren Verhältnisse wieder. Das kann man tolerieren. > Dann kann man aber auch gleich einen warmen Körper nehmen und die > Strahlungsmessung daran machen, der Rest ist Schnickschnack. Ich habe mal ein etwas anderes Experiment gesehen: Zwei umgedrehte (durchsichtige-) Plexiglas Salatschüsseln auf dem Tisch, darunter ein paar Elemente wie ein paar Figuren, Minihäuser etc und in jeder ein Temperatursensor mit 0,1°C Auflösung. Dann zwei Tischlampen mit Glühbirnen die je darauf gerichtet werden. Man positioniert die Lampen so, dass beide Thermometer die gleiche Temperatur anzeigen. Jetzt füllt man eine der Schüsseln über ein Ventil mit CO2 aus einer Gasflasche. Nach einem kurzen Moment steigt nun die Temperatur in diesem Behälter um einige Zehntelgrad, nachdem sie kurz zuvor gefallen ist wegen des ausdehnenden Gases.
Gerald K. schrieb: > Müsste man die CO2 Wolke mit dem Smartphon sehen. Schließlich sieht man > eine Infrarotdiode auch mit diesem. Nein, denn die IR-Diode sendet nahes Infrarot (NIR, s. https://de.wikipedia.org/wiki/Infrarotstrahlung), die CO2-Wolke absorbiert mittleres IR (MIR). Und ich nehme auch an, dass die Wolke da oben keine Erdoberflächen-ähnlichen Temperaturen hat, sondern noch weit darunter, als vielleicht sogar fernes IR (FIR). Mit einem IR-Strahlungsthermometer oder einer Thermalkamera, die diesen Bereich erfasst, sollte es allerdings gehen. Nur - wenn das keine Wolke, sondern eine gleichmäßige Schicht ist, sind keine Unterschiede zum "Normalzustand" zu erkennen. Gerald K. schrieb: > Und die Abgase (CO2) werden von der Natur nicht emittiert? Ja, natürlich. Sehr viel sogar. Nur wir tragen in signifikantem Maße zusätzliches CO2 ein. Andreas schrieb: > Leute, hört sich Mal bitte auf die ganze misinformation aus dem > Netz zu glauben. Es gibt dazu hunderte echte Experten und die streiten > sich über ganz andere Punkte als solche Kinkerlitzchen! Weiß Gott, ja. Aber soll man den ganzen Quatsch unwidersprochen stehen lassen, so dass der unberdarfte Leser das glaubt? Wir haben in dieser Welt außer echten Problemen, die wir lösen müss(t)en, auch Unmengen von Falschinformationen, die uns an der Lösung der echten Probleme hindern, und die sind auch ein echtes Problem. Bernhard S. schrieb: > Plexiglas Salatschüsseln auf dem Tisch Das gibt aber auch nicht die realen Zusammenhänge wieder. Nebenbei: Der Versuch von lorebuch ist ja auch nur eine Halbwahrheit, die aber aber letztendlich irgendwie doch das darstellt (aber nicht beweist), was gezeigt werden soll.
Gehört das Thema nicht in ein Forum für Freie Energie?
Route_66 H. schrieb: > Nicht nur das! Selbst als Laie(!) kann man heraus > finden, dass CO2 nicht das Problem ist. "MAN" kann vielleicht. Du kannst ganz offensichtlich nicht. > Wenn das Gas die Abstrahlung von Infrarot verhindert, > behindert es auch die Einstrahlung! Stimmt. Beweist aber etwas ganz anderes, als Du glaubst... > (Plus und Minus ergeben Null) Durchaus nicht. Wenn ein gewisser Prozentsatz des von außen auf die Erde eingestrahlten Infrarots auf dem Weg zum Erdboden in der Atmosphäre absorbiert wird, dann wird von dem Anteil, den der Erdboden reflektiert, auf dem Rückweg ins All WIEDER ein gewisser Anteil ABSORBIERT! Das hebt sich KEINESWEGS auf, sondern die Effekte addieren sich. (Das weiss auch jeder HF-Techniker: Die an der Stoßstelle reflektierte Welle muss zweimal durch das Dämpfungsglied hindurch.) Das wird nur dann irrelevant, wenn sowieso fast 100% des zugestrahlten Infrarot von der Erde absorbiert werden; dann ist die CO2-Konzentration wurscht, weil es egal wird, ob nun 99.9999% oder 99.999999% absorbiert werden. Allerdings ist das völlig irrelevant, weil... > Reflexionen oder gar Treibhauseffekte gibt es nur an > signifikanten Schichten. ... es gar nicht um das EINGESTRAHLTE INFRAROT geht, sondern um die von der Sonne eingestrahlte KURZWELLIGE STRAHLUNG, die von der Erde absorbiert wird, die Erde erwärmt und von der Erde als Wärmestrahlung re-emittiert wird. Wenn sich hier die Abstrahlungsverhältnisse verschlechtern, wird die Gleichgewichtstemperatur höher. So einfach ist das. > Für solch eine Schichtenbildung ist CO2 viel viel viel > zu gering in der Atmosphäre vorhanden!!! Dir ist schon klar, dass die 0.04% in der Atmosphäre ungefähr einer (auf Bodendruck umgerechneten) Schichtdicke von 1.6m entsprechen? Ozon ist noch in VIEL geringerer Konzentration in der Atmosphäre (dort liegt die Äquivalentdicke im Bereich von MILLIMETERN) -- dennoch absorbiert es äußerst effizient das UV. > Es geht nur um unser Geld! Hmm. Lass' es mich höflich formulieren: Deine Argumente hätten etwas mehr Gewicht, wenn Du wenigstens die elementarsten physikalischen Zusammenhänge korrekt berücksichtigen würdest.
Gerald K. schrieb: > Der Anteil des Treihauseffektes von CO2 ist nur > ein Drittel von Wasserdampf. Ja und? Die Luft besteht auch nur zu einen Fünftel aus Sauerstoff; das ist somit viel zu wenig, um irgendwie relevant für die Biosphäre zu sein. Ist das Dein Argument?
Hey Zahn der Zeit, danke, dass Du die Fakten in einem so ruhigen und sachlichen Ton erklärst. Du hast volkommen recht, das man dem Quatsch nicht unwidersprochen stehen lassen sollte. Leider habe ich mit der Zeit die Geduld verloren, stets freundlich und höflich zu bleiben und zum tausendsten Male die wissenschaftlichen Fakten zu erklären. Und kaum hat man eine krude Theorie widerlegt, kommt das nächste unbelegte Argument. Du gibst mir Mut, das am Ende doch noch die Vernunft gewinnt. Es tut manchmal schon weh, wie Fakten und Erkentnisse verdreht werden und echte Wissenschaft als Blödsinn abgetan wird. Route 66 ist ein schönes Beispiel dafür (weil ja Irgendwer ungenanntes an unser Geld will... AUA!). Daaaaaanke und einen schönen Abend! Chris
Ui, danke, das habe ich noch nicht erlebt :-) Ja, ich muss mir auch manchmal Mühe geben. Aber hier gab es zumindest keine verbalen Entgleisungen - das macht es einfacher. Der Abend ist jetzt definitiv schöner.
Hallo Lorebuch, CO2 hat mehrere Wellenlängen-Absorptionsfenster, das für den Treibhauseffekt maßgeblichere liegt höher als jenes welches mit der von Dir verlinkten Diode detektiert werden könnte. Hier ein Rechner, mit dem Du das Spektrum eines schwarzen Strahlers abhängig von der Temperatur plotten kannst: https://www.spectralcalc.com/blackbody_calculator/blackbody.php Wenn Du die Diode nehmen würdest, bräuchtest Du noch einen Transimpedanzverstärker (TIA), der den Photodiodenstrom in eine für Dich auswertbare Spannung wandeln würde Aber wie gesagt, mit der Diode würdest Du nur ganz wenig bis nichts sehen. Das Experiment vom Foto nutzt vielleicht einen pyroelektrischen Sensor oder ein Bolometer. Infrarot ist ein weites Feld, im wahrsten Wellenlängensinn des Wortes. Es wimmelt leider von Leuten die glauben, weil sie schon mal eine IR Fernbedienung in der Hand gehalten haben, über IR komplett Bescheid zu wissen.
Der passende Sensor wäre ein FIR sensor wie er etwa in IR Thermometern genutzt wird. Mit etwas Glück reich ein solches IR Thermometer auch schon als Anzeige. Für mehr Auflösung und eine eher lineare Skala könnte man ggf. einen eigenen Verstärker nutzen. Für genügend Intensität an IR Strahlung könnte man einen relativ warmen Sender nutzen, etwa eine Flasche heißes Wasser. Beim Behälter für das Gas muss man ggf. noch aufpassen, dass der Behälter nicht schon zu viel der IR Strahlung absorbiert. Das sollte eher was sehr dünnwandiges sein. Jeweils eine Membran aus Frischhaltefolie wäre mein Vorschlag. So ein IR Thermometer kann man auch noch für einen anderen einfachen Versuch nutzen: einfach mal die Temperatur des Himmels messen, und dann überlegen was man da eigentlich misst. Für das Verständnis des Treibhauseffektes ist das sehr hilfreich.
lorebuch schrieb: > Füllt man den Behälter mit CO2, wird ein Teil der > IR-Strahlung von dem Treibhausgas absorbiert und > das Messgerät zeigt einen niedrigeren Wert an. Mal eine ketzerische Frage: Welcher didaktische Analphabet hat denn dieses Experiment konzipiert? Es soll die ErdERWÄRMUNG demonstriert werden, und dazu wird ein Experiment aufgebaut, bei dem das Einfüllen von CO2 zu einer NIEDRIGEREN Anzeige führt? Man müsste es andersherum aufziehen: Man leuchtet mit einem (sichtbaren) Laser auf eine absorbierende Fläche, die sich in einem Gefäß befindet und deren Temperatur gemessen wird. Füllt man CO2 in dieses Gefäß, müsste die Temperatur des Absorbers ansteigen.
Chris schrieb: > Du hast volkommen recht, das man dem Quatsch nicht > unwidersprochen stehen lassen sollte. Leider habe > ich mit der Zeit die Geduld verloren, stets freundlich > und höflich zu bleiben und zum tausendsten Male die > wissenschaftlichen Fakten zu erklären. Und kaum hat > man eine krude Theorie widerlegt, kommt das nächste > unbelegte Argument. Ich schlage eine Verschiebung des Blickwinkels vor: Der Weg ist das Ziel. Entscheidend ist nicht, dass Dein Widersacher am Ende von Dir überzeugt wird, sondern dass die Fakten in der Diskussion zusammengetragen und klar verständlich dargestellt werden.
Danke für die Antworten! :) Lurchi schrieb: > Der passende Sensor wäre ein FIR sensor wie er etwa in IR Thermometern > genutzt wird. Mit etwas Glück reich ein solches IR Thermometer auch > schon als Anzeige. Für mehr Auflösung und eine eher lineare Skala könnte > man ggf. einen eigenen Verstärker nutzen. Mein erster Gedanke war folgenden Sensor zu verwenden: https://www.adafruit.com/product/2023 bis jemand in einem Physik-Forum schrieb, dass es besser wäre eine IR-empfindliche Photodiode zu verwenden. Wäre aber scheinbar doch kein so schlechter Ansatz gewesen. Dem Datasheet des Sensors ist zu entnehmen, dass die Messgenauigkeit bei +/- 1°C liegt (bei eine Auflösung von 0.03125°C). Es wirkt als ob die Genauigkeit nicht ausreichend wäre. Was sagst du dazu? Danke auch an Bernhard S., für die Experiment-Idee! Falls das geplante Experiment an der Umsetzung scheitert werde ich auf das von dir vorgeschlagene ausweichen. (: Grüße lorebuch
Ersetze bei Deinem Versuch einmal 10% zusaetzliche schwarze Flaechen ein. Das entspricht vielen Solaranlagen auf dem Dach. Da steigt die Temperatur deutlicher an. Noch mehr wird es mit bezellten Feldern. Wirklich helfen wuerde nur ein wesentlich lethaleres Corona ganz nuechtern logisch gedacht ohne moralisches tailoring.
lorebuch schrieb: > Mein erster Gedanke war folgenden Sensor zu verwenden: > https://www.adafruit.com/product/2023 > bis jemand in einem Physik-Forum schrieb, dass es besser wäre eine > IR-empfindliche Photodiode zu verwenden. Wenn der Vorschlag im Physik-Forum wirklich eine Diode fürs nahe IR war, dann war das imho eine schlechte Idee. Wenn du einen Effekt sehen willst, dann musst du zu Wellenlängen gehen, bei denen a) CO2 absorbiert und bei denen b) der Metallring thermisch etwas abstrahlt. Da bist du bei Temperaturen im Bereich der Raumtemperatur mit dem Thermopile Sensor sehr viel besser bedient als mit der Diode fürs nahe IR, die dir im Physik-Forum empfohlen wurde. zwei weitere Anmerkungen: - blankes Metall wirkt für das IR recht gut als "Spiegel". Wenn du nicht die gespiegelte Raumtemperatur messen willst sondern die Temperatur des Metallrings, dann solltest du diesen schwärzen. - diverse Glassorten lassen keine Fern-IR Strahlung durch. Wenn du Pech hast (bzw. das falsch Material wählst), dann blockiert schon deine Glasküvette die relevante Strahlung vollständig, unabhängig von ihrer CO2-Füllung.
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