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Physik im Alltag und Naturphänomene, Rubrik: "Schlichting! "

Wenn der Pool ins Schwimmen gerät

Schwimmbad-003Schlichting, H. Joachim: Spektrum der Wissenschaft 2 (2009), S. 46

Von stürzenden Böden, auftauchenden Münzen und der Suche nach dem Wahren hinter der Täuschung.

BU1Fast schon spektakulär wirkt dieser Swimmingpool auf den ersten Blick. Eine Schwimmbad2ungewöhnliche Geometrie, ein zum Vordergrund hin in die Tiefe stürzender Beckenboden? Man ahnt natürlich, dass es sich hier nicht um reale Deformationen handelt – welchen Sinn sollten sie auch haben? –, sondern um eine optische Täuschung. Doch wohl nur wenige haben das Phänomen je wahrgenommen.
Dafür gibt es gute Gründe: Neben der typischen Blindheit für das Spektakuläre im Alltäglichen wird man einen SwSchwimmbad3immingpool kaum durch eingehende Betrachtung, eher schon durch Schwimmen oder Planschen in Beschlag nehmen wollen. Dann aber ist Schluss mit der glatten Wasseroberfläche, was die Sichtbarkeit des Phänomens stark einschränkt. Auch erschließt sich der Reiz des Alltäglichen (nicht nur in diesem Fall) eben gerade aus einer nicht alltäglichen Perspektive, wenn man nämlich schwimmend flach über die Wasseroberfläche schaut oder bäuchlings die Beckenrandperspektive einnimmt. Sonst nimmt die Deformationen nur der wahr, der bereits weiß, was er sehen will.
Auch andere flüssigkeitsgefüllte Behälter foppen uns mit optischen Täuschungen. Blickt man in eine Tasse mit Wasser, so stellt man manchmal fest – der eine mehr, der andere weniger erstaunt –, dass der Boden angehoben erscheint. Mit einer Münze lässt sich dies eindrucksvoll demonstrieren. Blickt man so in die leere Tasse, dass man die Münze gerade nicht mehr sieht, gerät das Geldstück plötzlich in den Blick, wenn die Tasse mit Wasser gefüllt wird. Diese optische Hebung hängt stark von Position und Blickwinkel des Beobachters ab. Blickt man unter einem großen Winkel gegenüber der Senkrechten, also sehr flach auf eine Wasseroberfläche, so ist die Hebung des Bodens viel stärker als bei einem kleinen Winkel. Und weiter entfernte Bodenflächen erscheinen stärker gehoben als nähere.
Diese Änderung macht sich jedoch bei der Tasse kaum bemerkbar, weil die Variation des Blickwinkels vom vorderen bis zum hinteren Ende der Münze sehr klein ist. Nicht so bei größeren Wasserkörpern wie dem Swimmingpool. Hier überblickt man gleichzeitig einen großen Winkelbereich, so dass die ferneren Teile des Fliesenbodens stärker gehoben erscheinen als die näheren. Die dadurch entstehenden scheinbaren Deformationen sind so gut zu erkennen, weil Beckenboden und wände mit Fliesen belegt sind, die wie Millimeterpapier selbst kleine Verzerrungen sichtbar werden lassen. Ein Teich macht es uns deutlich schwerer: Weil bei ihm das rechteckige Bezugssystem fehlt, wird man brechungsbedingte Abweichungen von der unbekannten und unverzerrten, also »wahren« Geometrie des Bodens kaum feststellen können.

PDF: Wenn der Pool ins Schwimmen gerät.

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