Energie und Entropie, Monatsrätsel, Physik im Alltag und Naturphänomene

Rätselfoto des Monats Mai 2019

Veröffentlicht von Joachim Schlichting ⋅ 1. Mai 2019 ⋅ 13 Kommentare

Abgelegt unter Abbildung, Blasen, Energieentwertung, Entropie, Grenzfläche, Linse

Warum dominiert die Kreisförmigkeit?

Erklärung des Rätselfotos des Monat April 2019

Frage: Was schwant uns hier?
Antwort: Die Frage ist zugegebenermaßen nicht ganz präzise und eines physikalischen Phänomens unwürdig gestellt. Die Rechtfertigung besteht darin, dass das Foto auch nicht ganz ernst zu nehmen ist, weil es absichtlich auf den Kopf gestellt wurde. Das haben einige der Kommentaroren auch bemerkt. Dieser Gag wird zum einen dadurch gerechtfertigt, dass das Foto am 1. April gezeigt wurde und zum anderen dadurch, dass man auf diese Weise vielleicht auf eine Diskrepanz stößt: Denn mit der Farbsättigung des weißen Gefieders des Schwans stimmt etwas nicht. Es kann nicht sein, dass die Spiegelung im Wasser eine größere Lichtintensität aufweist als der reale Schwan. Schließlich wird nur ein Teil des auf dem Wasser auftreffenden Lichts in Abhängigkeit vom Einfallswinkel reflektiert; der Rest wird vom Wasser absorbiert.
Die Intensität des weißen Lichts, das direkt vom Gefieder diffus reflektiert wird, ist sogar so groß, dass wir es mit einer Irradiation (Überstrahlung) zu tun haben. Auf diese Weise verschwinden Konturen, die durch Schattierungen hervorgerufen werden. Daher sind in der wesentlich geringeren Lichtintensität, die vom gespiegelten Schwan ausgeht, die Strukturen zu erkennen, die beim realen Schwan überstrahlt wurden.
Eine weitere Konsequenz der Bildverkehrung ist in dem unnatürlich wirkenden Wasserberg zu sehen, der in Wirklichkeit aus der durch den schwimmenden Schwan erzeugten Bugwelle besteht.
Wer sich davon überzeugen möchte, wie das korrekt gedrehte Foto wirkt, sollte vor dem Bildschirm einen Hand- oder Kopfstand machen :-). Aber irgendwie habe ich auf dem Kopf stehend dass Gefühl, dass es noch eine einfachere Möglichkeit geben müsste; wenn es mir gelänge in dieser ungewöhnlichen Lage einen klaren Gedanken zu fassen. Naja, immerhin hat man als Nebeneffekt eine kleine sportliche Übung als Ausgleich für das ungesunde Vor-dem-Bildschirm-hocken.
Ich habe mich darüber gefreut, dass mehrere Blogfreunde*innen das Problem im Prinzip und weniger wortreich gelöst haben oder der Lösung sehr nahe waren.

Diskussionen

13 Gedanken zu “Rätselfoto des Monats Mai 2019”

Vielleicht durch unterschiedliche Temperaturen des Wassers! Oder durch den Sauerstoff in den Schaumbläschen! Habe keine wirkliche Ahnung!😏😉
Joachim wünsche Dir einen wunderschönen 1. Mai!
Liebe Grüße Babsi🙋

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Verfasst von kunstschaffende | 1. Mai 2019, 00:25

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- Danke, liebe Babsi, für deinen Lösungsversuch. Wie du weißt, kommt die Lösung erst zum nächsten 1. Auch dir einen schönen 1. Mai und hoffentlich besserem Wetter als bei uns im Norden.
  Liebe Grüße, Joachim.
  
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  Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Mai 2019, 08:56
  
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Ich tippe auf Zentrifugalkraft. Schönen feiertag!

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Verfasst von Hania Kartusch | 1. Mai 2019, 08:49

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- Wenn sich was drehen würde, wäre der Gedanke bedenkenswert. Hier dreht sich aber nichts, sondern es tropft Wasser in die Mitte des Blasenlochs. Vielen Dank für deinen Tipp und einen schönen 1. Mai. Liebe Grüße, Joachim.
  
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  Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Mai 2019, 09:00
  
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die einzelnen Bläschen sind kreisförmig, durch Adhäsion dann auch die große Form?

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Verfasst von gkazakou | 1. Mai 2019, 12:23

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- Erst einmal vielen Dank für deine Antwort. Man könnte sagen, dass die große Form ganz allgemein gesehen aus demselben Grund rund ist wie die Bläschen. Wenn man nur wüsste, warum die Bläschen rund sind, dann wäre man vielleicht ein Stück weiter. Dahinter verbirgt sich – ganz abgesehen von mikroskopischen Betrachtungen – ein ganz allgemeines Prinzip. Nur soviel möchte ich hier verraten.
  
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  Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Mai 2019, 16:16
  
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Weil das im Kaffee auch zu beobachten ist und Kaffee das wohl beliebteste Getränk sein dürfte auf dieser Erde 😉

Wenn Wasser reintropft in die Mitte, dann wird Wasser nach unten verdrängt (ob das die Tropfen selbst sind, kann ich nicht sagen, es kann aber sein). Das nach unten gedrängte Oberflächenwasser trifft auf kältere Schichten. Und muß so wieder nach oben, da das Warme nach oben steigt. Es nimmt gelöstes Gas mit. Da warmes Wasser mehr Gas enthalten kann, wurde es ja in der Tiefe von ihm getrennt/abgegeben. Dadurch also kommt das Gas mit dem Wasser nach oben.
Ich denke, daß es statistische Verteilung ist, daß eine kreisrunde Ansammlung von Bläschen entsteht. Nicht-kreisrund wäre sozusagen merkwürdig.

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Verfasst von kopfundgestalt | 1. Mai 2019, 21:36

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- Da der Temperaturunterschied zwischen der Wasseroberfläche und der Tiefe nicht besonders groß ist, macht es keinen Effekt. Die Blasen entstehen auf andere Weise (siehe: https://hjschlichting.wordpress.com/2019/02/03/der-klang-des-tropfenden-wassers/). Was das Kreisrunde der Blasen betrifft, so hat man in der Tat das Gefühl, dass es die natürlichste Variante ist. Es gibt aber auch eine physikalische Begründung dafür. Und die werde ich dann am 1. Juni bringen.
  
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  Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Mai 2019, 21:55
  
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Ich hatte das leider zu schnell runtergetippt. Du hattest ja ab und an von Kondensationsphänomenen erzählt, wenn warme Luft heruntergekühlt wird.

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Verfasst von kopfundgestalt | 1. Mai 2019, 21:47

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- Kondensation ist hier aber nicht im Spiel.
  
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  Verfasst von Joachim Schlichting | 1. Mai 2019, 21:57
  
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  - Klar.:-)
    
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    Verfasst von kopfundgestalt | 1. Mai 2019, 22:45
Eine Kugel ist (im 3-dimensionalen Raum) die energetisch günstigste geometrische Form. Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen ist am geringsten. Da wenig Energie benötigt wird, um den Zustand aufrecht zu erhalten, ist es die stabilste Form.
Wenn man nur (rechtwinklige) Geraden nutzen dürfte, wäre es ein Würfel (kein Rechteck).

Zum verdeutlichen ein greifbares Beispiel in 2D: Du bekommst 10 Kilometer Zaun und darfst dir ein Grundstück abstecken, was du behalten darfst. Wenn deine Maßgabe ist, ein möglichst großes Grundstück zu haben, machst mit dem Zaun einen Kreis:

Umfang (U)=2·π·r
10 = 2 * 3,14 * r
-> r = 10 / (2 * 3,14)
-> r ~ 1,59 km

Fläche (A) = π * r²
-> A = 3,14 * 1,59²
-> A = 7,96 km²

Bei einem Quadrat: Umfang (U) = 4 * Seitenlänge (a)
-> Seitenlänge (a) = U/4
-> 10 km / 4 = 2,5 km

-> Fläche = a²
-> 2,5² = 6,25 km²
Schon einiges weniger als beim Kreis.

Würde man ein Rechteck mit a=1 * b=4 Metern abstecken, (Umfang = 2 * a + 2 * b), Hätte man nur eine Fläche von F = a * b = 1 * 4 = 4 km²
Das wäre nur die halbe Kreisfläche.

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Verfasst von Arne Arnulfson | 9. September 2019, 13:42

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- Vielen Dank für die ausführliche und an Beispielen konkretisierten Ergänzungen. Solche rein geometrischen Überlegungen sagen offenbar bereits einiges über die Beschaffenheit der Welt aus.
  
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  Verfasst von Joachim Schlichting | 11. September 2019, 10:40
  
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