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Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Funkelnde Farben im Reif

Der Morgen war kalt und Triste, die Gräser und Sträucher waren an bestimmten Stellen von Reif überkrustet, was aber wegen des bedeckten Himmels kaum zur Geltung kam. Doch plötzlich brach die die Sonne durch die Wolken und machte sich durch farbige Lichtblitze in den Eiskristallen bemerkbar.
Beim Vorübergehen erloschen die Kristalle aber nur um an anderen Stellen wieder aufzublitzen: Das war genau dann der Fall, wenn das in ihnen gebrochene und reflektierte Sonnenlicht in meinen Augen landete. Die Kristalle wirkten wie kleine Prismen, das Licht wurde gebrochen, und in seine Spektralfarben zerlegt, die jeweils in geringfügig andere Richtungen ausgesandt wurden.
Was deutlich zu sehen war, ließ sich nur schwer fotografieren. Erst durch eine bewusst eingestellte Unschärfe wurden die winzigen Lichtblitze so weit über den Sensor verschmiert, dass auch die Kamera einen sichtbaren und sehenwerten Fleck daraus machte.
Ganz abgesehen von der dadurch ermöglichten Visualisierung der Farbereignisse, bringt die Unschärfe auch eine Stimmung ins Bild, die den ästhetischen Reiz meines Erachtens noch erhöht. (Ausführlicher: hier).
Die hexagonalen Eiskristalle des Reifs verhalten sich wie 60-Grad-Prismen: Das Licht wird an einer der Oberflächen in den Kristall hinein und an der gegenüberliegenden wieder heraus gebrochen, bei einem Brechungsindex von 1,31 in einem Winkelbereich von etwa 22 bis 46 Grad zwischen Sonne und Betrachter (siehe untere Abbildung).
Der kleinste Winkel, unter dem das weiße Sonnenlicht den Kristall verlässt, liegt zwischen 21,7 Grad (rot, 656 Nanometer Wellenlänge) und 22,5 Grad (violett, 400 Nanometer). In den Bereich dieses Minimums fällt auch die größte Intensität. Darum kommt ein Lichtblitz vorwiegend aus dieser Richtung. Es hängt also von der Beobachtungsposition ab, ob man ihn zu sehen bekommt und welche Farbe er hat.

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Diskussionen

8 Gedanken zu “Funkelnde Farben im Reif

  1. Ich sah kürzlich ein wunderbares Gefunkel an unserem Pinienbaum vorm Balkon und versuchte dies zu fotografieren, leider vergeblich. Es waren keine Eiskristalle, und geregnet hatte es auch nicht, vermutlich handelte es sich um eine Restfeuchtigkeit auf den Nadeln, die von der schon recht tief stehenden Sonne zum Funkeln gebracht wurde. Oder?

    Verfasst von gkazakou | 30. Dezember 2018, 12:49
    • Interessante Beobachtung. Restfeuchtigkeit käme nur dann in Frage, wenn sie sich in kleinen Tropfen äußert. Tropfen können auch durch (möglicherweise unscheinbaren) Nebel entstehen. Ich weiß von der Insel La Palma, dass die Pinien die Luft geradezu melken. Sie stehen oft in einem großen feuchten Fleck, obwohl es ringsum trocken ist. Manchmal sind auch winzige Harztropfen Ursache von farbigem Funkeln (habe ich aber erst zweimal beobachtet).

      Verfasst von Joachim Schlichting | 30. Dezember 2018, 15:52
      • Danke, Joachim. Pinien „melken die Luft“ – schön! An Harz hatte ich auch gedacht. Gibt es Harz auch an den Nadeln? Leider ist der Baum vom Balkon aus nicht mehr mit der Hand zu erreichen (unser Kater benutzte den zu uns herüberragenden Ast, der brach eines Tages unter seinem Gewicht ab, der Kater klammerte sich an den fallenden Ast, stürzte mit ihm in die Tiefe und brach sich das Rückgrat. Zwei Wochen vesuchte ich, ihn zu retten. Das ist viele Jahre her, aber nun ist die Erinnerung auf einmal da, als wärs grad jetzt.)

        Verfasst von gkazakou | 30. Dezember 2018, 16:06
      • Ob Harz an den Nadeln ist, kann ich dir nicht sagen. Ich habe es „notiert“ für den nächsten La Palma – Aufenthalt. Die traurige Geschichte mit deinem Kater, liebe Gerda, stößt bei mir sozusagen in eine noch offene Wunde. Wenige Tage vor Weihnachten musste ich unsere Katze einschläfern lassen. Ich werde ihren letzten Blick nicht vergessen. 19 Jahre waren wir zusammen. Ein lange Zeit für eine Katze aber auch für einen Menschen, der ein sehr inniges Verhältnis zu ihr hatte.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 30. Dezember 2018, 17:26
  2. Oh toll, du hast sie fotografisch erwischt, das ist mir leider noch nie gelungen. Ich sehe sie, ja, aber auf den Bildern sind sie futsch!
    herzliche Grüße
    Ulli

    Verfasst von Ulli | 30. Dezember 2018, 16:04
  3. Schön, das Thema nochmal zu lesen. Ich hatte vor einigen wochen ein flächiges, benetztes Spinnennetz im Gras portraitiert und dabei deine Erläuterungen in meinen Worten verwendet. 🙂
    Bzgl. Unschärfen: Kratzer in einer Pfanne etwa können bei Bestrahlung durch Licht m.e. nie scharf erscheinen, weil die Wände der Kratzerkanäle das Licht streuen.

    Verfasst von kopfundgestalt | 30. Dezember 2018, 18:58

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