5.2.3 Umsetzung in Formeln
Setzt man den Wert des Richtungsvektors des Sonnenlicht-Teilchens mit 1 an,
so erhalten die z.B. in dem betrachteten Raumvolumen von 1m3
vorhandenen N1m3 Teilchen jeweils
einen Richtungsänderungsvektor mit dem Wert
(verursacht durch nur dieses eine Sonnenlicht-Teilchen)
Die Richtung ändert sich für alle Teilchen in dem 1m3 zur Sonne hin (siehe Abb. 15d).
N1m3 ist dabei zu bestimmen als:
N1m3 =
Dieser Richtungsänderungsvektor verursacht den Änderungswinkel
.
Darstellung für ein Sonnenlicht-Teilchen (Abb.16):
(mit der Abkürzung S-Teilchen für Sonnenlicht-Teilchen)
Daraus lässt sich der Ablenkwinkel
berechnen, den
ein 3 K-Teilchen und damit auch das Sternlicht-Teilchen bei dem Eindringen von
einem Sonnenlicht-Teilchen in den betrachteten 1m3 erfährt:
=
;
=
arctan
Nun zur Wegstrecke des Sternlicht-Teilchens, auf dem diese Ablenkung erfolgt:
Der betrachtete 1m3 sei ein Würfel und so gelegt, dass das
Sternlicht senkrecht auf eine Fläche trifft. Der zurückgelegte Weg der
Sternlicht-Teilchen, auf dem die Ablenkung
erfolgt ist
damit die Kantenlänge des Würfels von 1m3.
Die Ablenkung des Sternlichtes während des Durchlaufens einer Strecke von 1m und verursacht durch nur ein Sonnenlicht-Teilchen ist:
=
Das bezog sich jetzt auf ein Sonnenlicht-Teilchen.
Durch die Anzahl NS Sonnenlicht-Teilchen in dem 1m3 wird die Ablenkung entsprechend vielfach:
Bestimmung von NS:
Nun sind je nach Entfernung von der Sonne unterschiedlich viele Sonnenlicht-Teilchen in einem m3 enthalten. Auf dem Weg des Sternlichtes steigt ihre Konzentration bis zur Sonne an. Entfernt sich das Sternlicht wieder von der Sonne, nimmt die Konzentration der Sonnenlicht-Teilchen ab. Die Anzahl der von der Sonne gekommenen Teilchen NS je m3 im Abstand r von der Sonne kann wie folgt beschrieben werden:
mit dS = Sonnendurchmesser und
= Anzahl von
Sonnenlicht-Teilchen an der Sonnenoberfläche bei
im
Volumen von 1m3.
Die Teilchenkonzentration nimmt entsprechend der größeren Kugelfläche beim Abstand r ab:
Der Zusammenhang des Abstandes r mit dem Wegstück ()
der Sternlicht-Teilchen ergibt sich aus folgendem Bild (Abb.17):
Damit wird die Anzahl NS Sonnenlicht-Teilchen in der Entfernung
von der Sonne in einem m3:
und die Ablenkung in Grad je m Lauflänge des Sternlichtes:
Nun zur gesamten Lauflänge des Sternlichtes (siehe Abb.17):
Für eine vom Sternlicht-Teilchen durchlaufene Strecke
wird dafür die
Ablenkung
:
Summation über alle Dn vom Stern (weit entfernt: ¥ ) bis zur Sonne und Übergang von Dn auf dn liefert:
Die Integration ergibt und mit dem Faktor annähernd
2 für den Weg auch von der Sonne weg bis zur Erde wird der gesuchte Ablenkwinkel
a des Sternlichtes durch die
Sonne:
(Der Faktor annähernd 2 kann verwendet werden, da sich die Hauptwechselwirkungen nahe der Sonne abspielen.)