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Energie und Entropie, Physik im Alltag und Naturphänomene, Physik und Kultur

Osterfeuer – Verheißung von Licht und Wärme

Nicht nur das Osterei, sondern auch das Osterfeuer gilt den Christen als ein Symbol für die Auferstehung von Jesus Christus. Auch in diesem Fall wird auf vorchristliche Traditionen zurückgegriffen, wonach mit Licht und der Wärme des Feuers der Winter und die dunkle Jahreszeit verabschiedet oder ausgetrieben werden.
Aus physikalischer Sicht ist das Feuer ein Naturphänomen, das insbesondere in diesem großen Format eine Vielzahl von eindrucksvollen und für den, der sich durch die naturwissenschaftlichen Aspekte begeistern lässt, erstaunlichen Effekten mit sich bringt und zahlreiche Fragen stellt.
Feste Stoffe gehen in flüchtigen Rauch, lodernde Flammen, gleißende Glut, strahlende Wärme über und enden schließlich in einem spärlichen Haufen staubiger Asche. Damit werden jene biologischen Wachstumsprozesse rückgängig gemacht, die zur allmählichen Entstehung von Holz und Laub geführt haben. Die Bestandteile, die sich die Pflanzen unter Aufnahme von Sonnenenergie aus der Luft und dem Boden einverleibt haben, um Gestalt und Größe anzunehmen, werden in einem vergleichsweise kurzen Prozess wieder dekonstruiert und ihren ursprünglichen Sphären zurückgegeben. Die jahrelang in der biologischen Substanz angereicherte Sonnenenergie wird hier in sehr kurzer Zeit vor allem als unsichtbare Strahlung und sichtbares Licht wieder abgegeben. Dabei sind einige bemerkenswerte Dinge zu beobachten:

— Obwohl das Holz viel Energie enthält, die beim Brennen abgegeben wird (exothermer Vorgang), muss es erst dazu angeregt werden, es zu tun. Durch Anzünden wird es auf eine bestimmte Entzündungstemperatur gebracht, damit der sich selbst unterhaltende Vorgang der Verbrennung stattfinden kann.
— Die lodernde Flamme, die den Verbrennungsprozess begleitet, bringt unmittelbar zur Anschauung, dass die festen Stoffe hauptsächlich in flüchtige Gase überführt werden.
— Dass die Flammen aus leuchtenden Gasen bestehen, kommt auch dadurch zum Ausdruck, dass sich manchmal Flammenteile vom eigentlichen Herd des Geschehens abspalten und für kurze Zeit eigenständig leuchten. In einem solchen Fall werden gewissermaßen im letzten Moment noch nicht verbrannte Gase entzündet, bevor sie für das Feuer verloren gegangen sind.
— Die großräumig nach oben strebenden, lodernden Flammen sind der sichtbare Teil eines Konvektionsvorgangs bei dem die heißen Gase aufgrund ihrer geringen Dichte aufsteigen und zwangsläufig durch frische Luft ersetzt werden, die seitlich von unten nachströmt. Dieser Vorgang ist „lebenswichtig“ für die Verbrennung, bei der die kohlenstoffhaltigen Gase mit Sauerstoff verbunden werden. Denn er sorgt für den Nachschub von Sauerstoff aus der Luft.
— Durch die freiwerdende Energie wird im Reaktionsbereich des Feuers u. A. der eigene Nachschub vorbereitet, indem das Brennmaterial getrocknet und bis zur Entzündungstemperatur aufgeheizt wird. Durch diesen Prozess werden die großen Moleküle der organischen Verbindungen allein durch die Einwirkung von thermischer Energie (bei Temperaturen von 200° – 900°C), also ohne Zufuhr von zusätzlichem Sauerstoff in kleinere gespalten und auf diese Weise in gasförmige Bestandteile überführt (Pyrolyse). Da Holz ebenso wie andere Biobrennstoffe auch Sauerstoff enthält (44% bei Holz), können dabei gleichzeitig Oxidationsreaktionen auftreten und den Zersetzungsvorgang unterstützen.
— Dass der Rauch auch brennbare Gase enthält, kann man beispielsweise feststellen, wenn sich der von der Hauptflamme getrennte Rauch entzündet. Einen ähnlichen Vorgang kann man beobachten, wenn man den Rauch einer ausgeblasenen Kerze entfernt vom Docht entzündet.
— Die Flammenfärbung kommt dadurch zustande, dass die an der Verbrennung beteiligten Atome und Moleküle des Rauches, der Rußteilchen und der Aerosole thermisch angeregt werden. Anschaulich gesprochen werden die Elektronen dabei auf höhere „Bahnen“ angehoben und fallen unter Aussendung von Licht im sichtbaren Bereich in den Grundzustand zurück. Die Farben lassen sich wie folgt zuordnen:
– gelb bis orange: durch (glühende) Rußteilchen (Größenordnung einige 10 nm),
– blau: durch angeregte CO2-, CH-Radikale,
– türkis: durch C2-Moleküle.
— Das Spektrum der Feststoffbestandteile wie Ruß und Asche entspricht dabei weitgehend dem eines schwarzen Körpers bei der jeweils vorherrschenden Temperatur und äußert sich hauptsächlich als Wärmestrahlung.

Weitere Aspekte zum Osterfeuer findet man hier und hier.

Diskussionen

11 Gedanken zu “Osterfeuer – Verheißung von Licht und Wärme

  1. Sehr viel Vorrat an bemerkenswerten Aspekten zum Feuer breitest Du hier aus.Danke dafür. Ich werde mir die nächsten Tage einiges davon nochmal durchlesen.
    Verbranntes Holz im Wald war eine Art Erweckung für meine Makrofotografie vor genau 2 Jahren. Was ich da an metallisch schimmernden Farben sah, begeisterte mich sehr.
    Naturgemäß war dieses Schimmern im Sonnenlicht „unscharf“, es leuchtete „breit“ zurück – das wurde mir damals als unprofessionell und schlecht fotografiert vorgeworfen.

    Verfasst von kopfundgestalt | 22. April 2019, 00:20
    • Verbranntes Holz in seinen verschiedensten Stadien bis hin zum hellen Staub (der meist ein Zeichen für Minerale ist), zeigt von Nahem in der Tat interessante, oft ästhetisch ansprechende Strukturen, Farben und Zusammensetzungen. Ich kann mir gut vorstellen, dass man dort mit Makrofotografie einiges ans Tageslicht befördern kann, das man ohne diese nicht erwarten würde. Da hier nicht nur fototechnische Aspekte im Spiel sind, sondern vor allem auch künstlerische, greife die Charakterisierung „unprofessionell“ auf jeden Fall zu kurz.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 22. April 2019, 09:03
      • Es kommt noch etwas ins Spiel: Da ich „rotgrünblind“ bin, bemerke ich subtile Farbspiele erst beim näheren Hinsehen. Die verschiedenen Erdtöne in Fuerteventura entgehen mir z.B. gewöhnlich, es sei denn, jemand weist mich daraufhin.
        Umso erfreulicher ist es, wenn es mir gelingt, Farbnuancen dennoch wahrzunehmen, wenn auch mit Konzentration und Hingabe „ans Tageslicht gefördert“.

        Verfasst von kopfundgestalt | 22. April 2019, 10:13
      • Wie wäre es, wenn du zur Unterstützung dieser Konzentration auf Farbnuancen Fotografien in Falschfarben transformierst und dir auf diese Weise die unterschiedlichen Farben vor Augen führst. Würde das helfen, diese Unterschiede dann auch im Original besser zu sehen?

        Verfasst von Joachim Schlichting | 22. April 2019, 10:39
      • Das wird sicherlich helfen. Es gibt einen Hinweis, daß da „mehr“ ist und man kann zurückkehren zum Original.
        Ich kann Mischtöne so schwer bestimmen: Ist da rot drin, braun, grün, blau?!
        Wenn wir an Hecken, so in Kelheim vor einem Monat, vorbeigehen und mich meine Frau daraufhinweist, dass sich grüne und rote Passagen darin abwechseln, bin ich verblüfft und nehme das erst dann wahr.
        Nun bin ich mittlerweile gewieft und nehme nicht automatisch eine „Farbsoße“ grau in grau an, sondern gucke genauer hin – und dann sehe ich plötzlich Unterschiede.
        Ein markantes Erlebnis als kleiner Knirps von vielleicht fünf, als wir zu Besuch in Würzburg waren, daß ich meinem Vater ein orangenes Auto zeigte und der meinte „Das ist gelb“.

        Verfasst von kopfundgestalt | 22. April 2019, 10:59
      • Zum Glück hat dich dieses (wohl angeborene) Problem nicht davon abhalten können, wunderbare farbige Keramiken und tolle Fotos zu schaffen. Es ist eines jender visuellen Defizite, die man nur durch Vergleich mit der Wahrnehmung anderer feststellen kann. Das Urerlebnis war offenbar das gelbe Auto.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 22. April 2019, 21:36
      • Das Ur-Schreckerlebnis

        Verfasst von kopfundgestalt | 22. April 2019, 22:12
  2. In jedem Fall eine Menge Feinstaub, ich erlebte einmal ein vollständig vernebelte Autobahn durch Osterfeuer zwischen Paderborn und Bielefeld.

    Verfasst von aquasdemarco | 22. April 2019, 15:59
    • Angesichts der ohnehin schon starken Feinstaubbelastung der Umwelt, sollte man m.E. auch das Tabu des Osterfeuers wie übrigens auch das des Silvesterfeuerwerks kritisch hinterfragen. Aber da wird man vermutlich auf verlorenem Posten sein.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 22. April 2019, 21:31
      • Das denke ich auch, Taditionen, wie einen Verbrennungsmotor lassen sich schwer abschaffen, es sei denn, die Wirtschaft/Industrie hätte ein finanzielles Problem, dann geht alles immer recht schnell und lässt sich verändern.
        Wir feiern ja mittlerweile auch Helloween

        Verfasst von aquasdemarco | 23. April 2019, 09:57

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