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Monatsrätsel

Rätselfoto des Monats Juli 2016

126_Blaue-blasen_Juli_2016Wie kommt es zu den blauen Blasen?

 

Erklärung des Rätselfoto des Vormonats Juni 2016

Frage: Wie kommt es zu den Farben des Wassers?

Antwort: Man blickt auf eine Wasseroberfläche, auf der sich die in der Nähe der Sonne befindlichen Wolken spiegeln. Der Blick ist so gerichtet, dass die Reflexe der Sonne weitgehend ausgeblendet sind. Auf diese Weise zeigen sich verschiedene perlmuttartige Farben, die ansonsten von der Sonne überstrahlt würden. Das farbige Licht entsteht nicht erst in der Wasserpfütze, sondern in den Wolken. Davon kann man sich jeweils durch einen Blick nach oben überzeugen. Wegen der blendenden Sonne wird man dies aber sehr vorsichtig tun müssen. Bei den Wolken handelt es sich meist um Altocumulus, die sich in einer Höhe von 1500 bis 5000 m befinden. Daher bestehen sie nicht aus Eiskristallen, sondern aus kleinen Wassertröpfchen.

125_Seerosen_und_irisierende_Wolken_Juni_2016An diesen Tröpfchen wird das Sonnenlicht gebeugt. Man stelle sich am besten vor, dass beim Auftreffen des Lichts an den verschiedenen Stellen des Tröpfchens neue Lichtwellen ausgelöst werden. Und wenn die sich im Auge des Betrachters oder der Linse der Kamera überlagern, haben sie im Allgemeinen geringfügig unterschiedliche Wege zurückgelegt. Wenn der Wegunterschied gerade so groß ist, das sich Wellenbauch und Wellental einer bestimmten Wellenlänge des Lichts (Farbe) auslöschen, fehlt die entsprechende Farbe im Spektrum des weißen Lichts und man sieht den Rest der Farben des weißen Lichts, die sogenannte Komplementärfarbe. Wenn sich Wellenberg und Wellenberg treffen, tritt hingegen eine Verstärkung dieser Farbe des weißen Lichts auf. Aber auch in diesem Fall wird die „Farbmischung“ des weißen Lichts entsprechend gestört und das Licht wird dadurch farbig.

Bei einem einzelnen Wassertropfen würde man also unter einem bestimmten Winkel zur Einfallsrichtung des Lichts eine ganz bestimmte Farbe sehen. Unter einem anderen Winkel würde eine andere auftreten. Der Tropfen erschiene dann von einem System farbiger Ringe umgeben. Da die Lichtwellen periodisch sind, wiederholten sich die Farben, wenn der Winkel so groß wäre, dass sich jede zweite Wellenberg und –bauch überlagern könnten usw. Allerdings sähe man meist nur eine oder zwei Ordnungen von Farbringen, weil die sich überlagernden Wellenzüge bei natürlichem Licht sehr kurz sind. Man sagt auch, die Kohärenzlänge des Sonnenlichts ist sehr klein.

Damit man die durch Beugung hervorgegangenen Farbringe des weißen Lichts aus der Entfernung überhaupt zu sehen bekommt, muss die Intensität des gebeugten Lichts groß genug sein. Es müssen daher sehr viele Tropfen zusammen wirken. Das setzt aber voraus, dass sie in etwa dieselbe Größe haben. Denn nur dann werden die Wellen einheitlicher Länge (dieselbe Farbe) in etwa in dieselbe Richtung ausgesendet. Wenn der Bereich einheitlicher Tropfengröße in der Wolke hinreichend groß ist, sieht man die Sonne oder ihren Reflex in der Pfütze von einem farbigen Ringsystem umgeben, einer Korona.

In der Realität schwankt die Tröpfchengröße um einen bestimmten Mittelwert. Je nach der Stärke der Abweichung treten wieder Vermischungen der Farben auf, so dass die Korona nur mehr oder weniger farbig erscheint. Im Extremfall überwiegt dann wieder das weiße Mischlicht und die Korona entartet in einen hellen Hof um die Sonne.

Im vorliegenden Fall sind die Tropfengrößen in verschiedenen Teilen der Wolke zwar lokal einheitlich aber global unterschiedlich. Dann entsteht überhaupt kein Ringsystem mehr und es sind nur noch Farbfetzen und –bänder zu sehen und man spricht man von irisierenden Wolken. Die Farben können sich je nach der Dynamik der Tropfen in den Wolken ständig ändern. Besonders häufig ist das Irisieren in Teilen einer Wolke zu sehen, die gerade im Entstehen begriffen sind und daher Tropfen in jeweils einheitlicher Größe aufweisen. Das ist meist am Rande der Wolken der Fall. Da sind die Wolken außerdem hinreichend dünn, sodass das Licht überhaupt durch die Tropfenschicht hindurch kommt. In manchen Fällen kann man die Wolken selbst dann irisieren sehen, wenn sie weit von der Sonne entfernt sind.

Im vorliegenden Fall erscheint das Phänomen besonders eindrucksvoll, weil die „himmlischen“ Farben mit den irdischen der Seerose harmonieren.

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Diskussionen

5 Gedanken zu “Rätselfoto des Monats Juli 2016

  1. Da das Wasser strömt, gehe ich davon aus das die Blasen entweder durch Lufteinschluss ( kleine Hohlräume werden mit Wasser überspült) oder das die Wasserpflanzen assimiliertes Sauerstoff abgeben. Die blaue Farbe ist Lichtbrechung, Lichteinwirkung.

    Verfasst von ichkoche- Jacktels Rohkost | 1. Juli 2016, 07:53
    • Vielen Dank für den schnellen Erklärungsversuch! Da es sich um ein Monatsfoto handelt, kann ich die korrekte Lösung erst am Monatsende hier bekanntgeben. Ich bitte also um etwas Geduld; ich werde darauf zurückkommen.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Juli 2016, 09:01
      • Hallo, mir ging es gar nicht darum recht zu haben, habe einfach spontan meine Überlegung kund getan. Egal wie die Erklärung seien wird, freue mich jetzt schon darauf, bin immer bereit was dazu zu lernen. Gruß

        Verfasst von ichkoche- Jacktels Rohkost | 1. Juli 2016, 09:28
      • Das freut mich sehr!

        Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Juli 2016, 10:28
  2. Rätselbilder gibt es hier also auch noch. Was auch immer dabei heraus kommt. Das Bild ist wunderschön. Danke.

    Verfasst von San-Day | 1. Juli 2016, 09:16

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