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Physik im Alltag und Naturphänomene

Ein altes Phänomen im neuen Licht

Schlichting, H. Joachim. Physik in unserer Zeit 49/6 (2018) S. 307

Neue LED-Leuchtmittel in der Straßenbeleuchtung führen unter dem Blätterdach von Bäumen dank der geometrischen Anordnung der LEDs zu auffälligen Abbildungen auf dem Boden.

Wenn eine helle Lichtquelle durch kleine Öffnungen strahlt, so kann man in der Projektion auf dem Boden, an der Wand o.Ä. Lichtmuster erkennen, die dieForm der Lichtquelle haben. Es handelt sich um Lochkameraabbildungen, die wegen des krassen Unterschieds zwischen der Helligkeit der Lichtquelle und der Umgebung meist nur die Lichtquelle wiedergeben. So kann man beispielsweise im Schattenbereich eines Blumenstraußes, der von einer nackten Glühlampe oder von einer anderen Form der Lichtquelle durchleuchtet wird, merkwürdige Lichtkringel erblicken, die sich als Abbildungen des jeweiligen Leuchtkörpers entpuppen. Ähnliche Abbildungen findet man bei der Sternlampe in einem Kinderzimmer.
In der Natur ist dieses Phänomen unter dem Begriff der Sonnentaler bekannt. Das sind elliptische bis kreisförmige Lichtflecken, die man bei Sonnenschein unter dem Blätterdach von Bäumen vorfinden kann. Sie sind so alltäglich, dass sie von Jemand, der das Phänomen nicht kennt, kaum als solche wahrgenommen werden. Erst bei einer Sonnenfinsternis, wenn unter den Bäumen lauter Lichtsicheln zu sehen sind, fällt die Formgleichheit zwischen Lichtquelle und Abbildung auf – wenn man denn bei einem solchen Anlass überhaupt den Blick einmal nach unten wendet.
Straßenlaternen, die durch das Blattwerk leuchten rufen normalerweise keine besonders auffälligen „Lampentaler“ hervor. Das liegt nicht nur an der vergleichsweise geringen Helligkeit der Lampen, sondern auch an der meist gerundeten Form der Leuchtkörper, wodurch kein besonders deutlicher Unterschied zur Form der Sonnentaler zu erkennen ist.
In jüngster Zeit werden die herkömmlichen Leuchtmittel immer mehr durch moderne LEDs ersetzt, durch die man sich Energieeinsparungen erhofft. Die LED-bestückten Lampen haben typischerweise die im unteren Foto gezeigte Form. Dabei sind die gelben Rechtecke die leuchtenden Flächen. Wenn nun eine mit derartigen Leuchtmitteln ausgestattete Straßenlaterne durch die Lücken zwischen den Blättern eines Baumes strahlt, kann man auf dem Bürgersteig charakteristische Muster erkennen. Auch wenn die Helligkeit kaum größer ist als die von herkömmlichen Straßenlaternen sein dürfte, fallen sie dennoch durch ihr unerwartetes streng geometrisches Muster auf, das so nicht von den Blattlücken erwartet werden kann (siehe oberes Foto).
(Die aufschlussreichen Fotos stammen von Gerhard Schäfer, dem ich für die Genehmigung des Adrucks herzlich danke.)

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