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Monatsrätsel

Rätselfoto des Monats Mai 2017

quellungsdruck_asphalt_rvFrage: Wie kommt es zu dieser Asphaltsprengung?

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Erklärung des Ratselfotos des Monats April 2017

Frage: Wie kommt es zu dem Wandschatten?

Antwort: Der Schatten auf dem Boden entsteht dadurch, dass eine Person durch ein Fenster hindurch von hinten und schräg oben vom Sonnenlicht angestrahlt wird, das durch ein Fenster fällt. Sowohl das Fensterkreuz als auch der Schatten der Person werden auf einem Fliesenboden abgebildet. Der Schatten an der Wand scheint ein Spiegelbild dieser Abbildung auf dem Boden zu sein und damit der Boden als Spiegel zu wirken. Dafür spricht der „Kopfstand“ des Personenschattens. Dagegen spricht allerdings, dass ein Spiegel das auffallende Licht (Fensterrahmen mit Person) nicht projiziert, sondern reflektiert und zwar gegen die Wand. Tut er ja auch, wie man sieht. Und die so erhellte Wand sieht man umgekehrt im spiegelnden Boden reflektiert. Das heißt aber, es würde sich genau das ergeben, was man sieht, nur mit einer anderen Begründung. Man sieht also das von hinten eingestrahlte Lichtmuster nicht direkt auf dem Boden, sondern indirekt dadurch, dass das vom spiegelnden Boden an die Wand reflektierte Lichtmuster durch den Boden gespiegelt wird.
Diese Argumentation wäre korrekt, wenn der Boden ein perfekter Spiegel wäre. Ist er aber nicht. Er ist gleichzeitig auch Projektionsfläche. Das kann man schon daran erkennen, dass auch die Bodenfliesen vom „Spiegelhaften“ des Bodens an die Wand reflektiert werden. Des Weiteren ist das Abbild der Person auf dem Boden deutlicher und „schattenhafter“ als auf der Wand. Darin kommt zum Ausdruck, dass der Boden eben doch auch einen Teil des einfallenden Lichtmusters projiziert und nicht nur reflektiert. Schatten und Spiegelbild fallen auf diese Weise zusammen. Das ist nicht immer so. Der Boden ist also gleichzeitig teilweise Spiegel und teilweise Reflexionsfläche oder teilweise glatt und matt.
Solche teilspiegelnden Flächen findet man im Alltag häufiger an als nur spiegelnde Flächen. Dabei kommt es zuweilen vor, dass der Schatten und das Spiegelbild nicht zusammenfallen, sondern als zwei verschiedene Abbilder zu sehen sind.
Die Schulphysik weiß schon, warum sie sich auf ideale Spiegel und Projektionsflächen beschränkt. Sie erspart sich derartig komplizierte Zusammenhänge. Sie beraubt sich damit allerdings auch der Möglichkeit, alltägliche Erscheinungen wie die vorliegende beschreiben zu können. Damit verfehlt sie eine ihrer wesentlichen Aufgaben, dazu beizutragen, alltägliche Erscheinungen in der wissenschaftlich-technischen und natürlichen Welt besser zu verstehen.

 

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Diskussionen

8 Gedanken zu “Rätselfoto des Monats Mai 2017

  1. Durch Wasser und Temperaturunterschiede

    Verfasst von aquasdemarco | 1. Mai 2017, 09:35
    • Danke für die schnelle Antwort! Sie ist kurz und prägnant. Das ist ihr Vorteil. Sie gilt aber für viele andere Phänomene auch. Das ist ihr Nachteil. Entscheidend ist, wie es die Pflanze schafft, den Asphalt hoch- und wegzudrücken.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Mai 2017, 10:02
  2. Danke für die spannende, für mich sehr anstrengende, aber nichtsdestoweniger faszinierende Erklärung der Teilspiegelung. Beim neuen Rätsel bin ich etwas verwirrt, da ich nicht weiß, worauf Du hinauswillst. Wenn ich mich recht erinnere, sind solche Asphaltsprünge doppelgründig: Zum einen ist Asphalt nicht das haltbarste Material, wird leicht spröde oder quillt im Gegenteil auf, verformt sich im Temperaturwechsel, wie Aquas schreibt – aus all diesen Gründen entstehen Risse, durch die ein Pflanzensprössling dringen kann. Zum anderen ist die Pflanze selbst dank osmotischem Druck wohl tatsächlich sehr stark: Hab mal irgendwo gelesen, dass dieser Zelldruck zehnmal mehr Bar hat als im Autoreifen. Aber – wie ich Dich und Deine „Tricks“ 🙂 kenne, willst Du noch auf etwas ganz anderes hinaus. ich bin gespannt und wünsche noch einen schönen ersten Mai!

    Verfasst von simonsegur | 1. Mai 2017, 11:45
    • Vielen Dank für die doppelte Mühe, was die beiden Monatsrätsel betrifft. Ich gebe zu, dass die Erklärung zur Spiegelung nicht ganz einfach ist. Das liegt zum Teil daran, dass wir es (in der Schule) nicht gelernt haben, Spiegelphänomene im Alltag zu diskutieren. Dann würde man schnell merken, dass doch alles ein wenig komplexer ist als am Badezimmerspiegel. Schon auf einer Wasseroberfläche erkennt man, dass es offenbar zwei Abbilder des Originals gibt. Auch bei einer Spiegelung an einer Schaufensterscheibe kann man sich die Zähne ausbeißen. Und schließlich glänzende Fliesenböden, wie man sie gelegentlich in Flughäfen vorfindet, geben einen Eindruck von der wahren Dimension eines scheinbar einfachen Phänomens. Aber ich denke, es lohnt sich, ab und zu einmal in die Spiegelwelt einzutauchen.
      Was das neue Rätsel betrifft, so würde ich sagen, dass die Aufwölbung nicht ohne die Pflanze geschehen wäre. Also konzentriert sich die Betrachtung auf die Kräfte der Pflanze. Und dazu kann ich deine Lösung jetzt noch nicht kommentieren. Nur soviel, „Tricks“ sind diesmal nicht dabei.
      Auch dir einen schönen 1. Mai. Ich habe gerade eine schöne Wanderung hinter mir.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Mai 2017, 14:53
  3. Die Makro Aufnahme erinnert mich an einen Vulkan. Die Pflanze wäre dann das austretende Lava. = Durch den „Wachstumsdruck“ von unten durchbricht die Pflanze schlussendlich die Oberfläche.

    Verfasst von Malabar | 2. Mai 2017, 08:03

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