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Reines Wasser ist blau

Wasser ist transparent und farblos. Das ist der Eindruck, den man gewinnt, wenn man ein Glas Wasser trinkt oder unter der Dusche steht.
Vom Strand aus betrachtet sieht es so aus, als sei das Wasser blau oder blaugrün.
Angesichts dieser Diskrepanz beruhigt man sich vielleicht damit, dass das Meerwasser an sich ebenfalls farblos ist und nur durch die Reflexion des Himmelslichts blau wird oder bei Sonnenuntergang auch mal rot.
Was ist nun richtig?
Im Universum in Bremen findet man ohne viele Worte eine Antwort. Ein vier Meter langes, durchsichtiges Rohr, das an beiden Enden mit einer durchsichtigen Scheibe verschlossen wurde, enthält reines Wasser. Schaut man seitlich hindurch so kann man sich von dessen Klarheit und Transparenz überzeugen. Blickt man aber durch die Längsrichtung des Rohres, so erscheint das Wasser blau.
Dieses Phänobjekt soll zeigen, dass Wasser von sich aus blau ist. Die Wassermoleküle absorbieren nämlich in geringem Maße einen roten Spektralanteil aus dem weißen Sonnenlicht und reflektieren die komplementären blauen Anteile diffus in alle Richtungen, sodass ein Teil aus dem Wasser heraus gestreut wird. Weil diese intrinsische Farbe des Wassers äußerst schwach ist und erst beim Blick durch einen größeren Wasserkörper sichtbar wird, muss man schon eine größere Wasserschicht vor sich haben, damit das blaue Streulicht einen sichtbaren Effekt hervorruft.
Diese Bedingung erfüllt das tiefere Meerwasser, sodass dort das Blau allgegenwärtig ist. Andere Einflüsse, wie Reflexionen und Schwebstoffe im Wasser geben vor Ort dem Wasser das jeweils individuelle Aussehen, dem das eigene  Blau oft gar nicht mehr anzusehen ist.
Diese Aussagen lassen sich sehr schön in der Natur überprüfen. Wenn man im Urlaub an einem Sandstrand zunächst im flachen Wasser auf den Boden blickt, erscheint die Wasserschicht farblos wie das stille Wasser im Strandcafé. Begibt man sich – nunmehr schwimmenderweise mit einer Taucherbrille (am besten schnorchelderweise) in tiefere Gewässer und blickt auf den Meeresgrund, so erscheint das Wasser umso stärker blau, je tiefer es ist. Dieser Eindruck kann noch wesentlich verstärkt werden, wenn man möglichst tief taucht und dann auf dem Rücken schwimmend nach oben zum Licht blickt und dabei einen Lichtblick erfährt.

Didaktische Anmerkung: Dummerweise ist die Wand vor dem das Wasserrohr aufgebaut ist teilweise blaugrün gestrichen (siehe kleines Foto). Dadurch könnte der Eindruck entstehen, dass das Blau des Wassers – wie auch immer – auf Reflexionen dieses Anstrichs zurückzuführen ist. Die tatsächlichen Reflexionen der Wandfarben, die man an den oberen und unteren blauen Streifen im Rohr erkennt, könnten bei unkritischer Betrachtung so gedeutet werden, dass auch der seitliche Blick durch das Rohr das Blau des Wassers zeigt. Dass dieses Blau jedoch von der Wand herrührt kann man am schwarzen Bügel erkennen, mit dem das Rohr fixiert wird. Im oberen Bereich schimmert er blau. Als eines der Schulkinder, denen ich das Blau des Wassers erklären wollte, darauf hinwies, dass auch in seitlicher Durchsicht deutlich die blaue Farbe zu sehen sei, hatte ich alle Mühe, diese „Störung“ wegzudiskutieren. Die Überzeugungskraft hat dadurch maßgeblich gelitten.

Diskussionen

17 Gedanken zu “Reines Wasser ist blau

  1. Danke! Das ist so interessant, dass ich es mal meinem Limnologenfreund geschickt habe, obwohl der Wasser ganz anders betrachtet…

    Verfasst von wildgans | 28. November 2019, 00:03
  2. Ich habe einmal gelernt (ich habe es nie überprüft), dass Blau, damit es als Blau von uns gesehen wird, einen dunklen Hintergrund braucht?

    Wenn ich Wasser in ein Glas schütte ist es durchsichtig, auch wenn ich einen Tropfen auf der Haut habe oder Tropfen an Ästen, Rohren, was weiß ich wo noch – ist dies, was du gerade beschreibst, nicht einfach eine Geschichte der Perspektive und damit anderen Lichtbrechungen? Verhält sich Wasser und seine Fraben anders, wenn es in ein Rohr gesperrt ist als in „freier Wildbahn“???

    Du liest es, dein Beitrag führt mich zu einigen Fragen. Vielleicht magst du sie ja beantworten. Ich werde mich freuen!
    Herzlichst, Ulli

    Verfasst von Ulli | 28. November 2019, 00:31
    • Vielen Dank für deinen Kommentar. Gerne gehe ich auf deine Fragen ein. Das Experiment mit der 4 m langen Wassersäule soll zeigen, dass reines Wasser eine Farbe. Die Farbe ist allerdings so schwach, dass man sie erst beim Durchblick durch eine mehrere Meter dicke Schicht sieht. Was den dunklen Hintergrund betrifft, so kann er eigentlich nur dazu führen, dass das Blau kräftiger, dunkler wird. Das sieht man auch in der Atmosphäre, wenn man an einem klaren Tag in den Zenit schaut ist das Himmelsblau sehr dunkel, weil dies der kurzenste Weg zum dunklen Weltall ist.
      In den meisten Fällen hat man es im Alltag mit so geringen Wassermengen zu tun, dass die Eigenfarbe des Wassers keine Rolle spielt. Das Wasser reflektiert und bricht das Licht der Umgebung und nimmt entweder teilweise dessen Farbe an oder zerlegt das weiße Licht in seine Spektralfarben (wie z.B. beim Regenbogen).
      Du hast natürlich recht. Das Wasser wurde hier in ein Rohr gesperrt, um alle anderen Einflüsse auf die Farbe des Wassers auszuschalten und zu schauen, ob Wasser überhaupt von sich aus eine Farbe hat und nicht nur wie in den meisten Fällen eine von der Umgebung „geliehene“.
      Herzliche Grüße und einen schönen Tag, Joachim.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 28. November 2019, 09:39
  3. Das ist also die sogenannte „Eigenfarbe“; Das was vom Licht an Anteil aus dem jeweiligen Medium zurückgeworfen wird. Wenn aber künstliches Licht ohne Blauanteile auf das Wasser trifft?

    Didaktisch habe ich bisher nur Erfahrungen im Schach gemacht. Zu jedem fundamentalen strategischen Vorgehen gibt es auch immer Ausnahmen. „Aber da gilt es NICHT!“. Beim Schach können minimale Differenzen im zu betrachtenden Stellungsbild durchaus ganz andere Schlussfolgerungen nach sich ziehen.
    Das nur nebenbei.

    Verfasst von kopfundgestalt | 28. November 2019, 00:48
    • Wenn man Licht ohne Blauanteile (aber mit Rotanteilen) schickt, müsste theoretisch
      eine andere Farbe (diffus) reflektiert werden.
      Mit „didaktisch“ wollte ich nur ausdrücken, dass es ungeschickt ist, das Experiment in eine Umgebung aufzubauen, wo – wenn auch fälschlicherweise – andere Erklärungen nahegelegt werden. Beim Schach gehören dazu strategische, taktische u.a. Vorgehensweisen, die hier natürlich nicht zum Tragen kommen, weil ich ja Laien von der prinzipiellen Farbigkeit des Wassers überzeugen möchte.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 28. November 2019, 09:53
      • Schon verstanden. Mein Vergleich bezog sich m.E. auf eine ähnliche Situation: Ein glasklares Motiv wird durch Anwesenheit eines anderen (blaue Wand) beeinträchtigt/überdeckt/gestört.
        Salopp: Wenn ich in einem Zug matt bin, bedeutet das Dominieren einer Feldgruppe nichts,

        Aber ich sollte solche Vergleiche lieber weg lassen.

        Verfasst von kopfundgestalt | 28. November 2019, 10:51
      • Ja, ich ahne, was du meinst 😉

        Verfasst von Joachim Schlichting | 28. November 2019, 11:10
  4. das finde ich köstlich, sehr tief mich berührend. Wasser hat eine Eigenfarbe! und die ist blau! Auf dem Foto scheint sie ein wenig ins Grüne zu spielen, wie die Wandfarbe? Oder ist es reines Azur? Hat Luft etwa auch eine Eigenfarbe? Oder warum erscheint die Atmosphäre vor dem Schwarz des All blau? Und warum erscheint sie so verschieden blau, je nachdem, in welchen Landstrichen man sich befindet? (das attische Blau ist unverwechselbar!). Dasselbe gilt freilich auch fürs Meer, das zB bei Ägina anders blau ist als bei Kardamili. Ich vermute, es hat mit Substanzen zu tun, die sich von der Erde gelöst haben und im Luftraum floaten

    Verfasst von gkazakou | 28. November 2019, 11:48
    • Im Unterschied zum Wasser hat Luft keine Eigenfarbe. Das Himmelsblau entsteht dadurch, dass das weiße Licht an den Luftmolekülen gestreut, also diffus reflektiert wird. Da das weiße Licht aus einer Mischung aus vielen Farben (Wellenlängen) besteht und die Moleküle bevorzugt blaues Licht streuen, erscheint der Himmel blau. Dieses reine Blau wird durch zahlreiche andere Streuprozesse an Aerosolen (Schwebeteilchen in der Luft, z.B. Wasser) modifiziert. Und du gehst natürlich recht in der Annahme, dass regionale Besonderheiten für je charakteristische Modifikationen des Blaus sorgen. Da die Atmosphäre die Erdkugel schalenförmig umgibt, macht es einen Unterschied, ob ich zum Zenit oder zum Horizont blicke. Die durchblickte Schicht ist am dünnsten wenn ich nach oben blicke. Daher schimmert hier das dunkle Weltall hindurch und macht das Blau sehr dunkel. Zum Horizont hin erscheint die Atmosphäre deutlich heller. Das ist jetzt eine sehr grobe Beschreibung. Abweichungen, die sich auch farblich bemerkbar machen, sind darin nicht enthalten.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 28. November 2019, 18:20
      • danke, Joachim! noch eine Warum-Frage erlaubt? Warum streuen Luftmoleküle am liebsten blau? Liegt das am atomaren Bau des Sauerstoffs oder des Stickstoffs oder woran?

        Verfasst von gkazakou | 28. November 2019, 18:54
      • Ja, so könnte man es stark vereinfachend ausdrücken. In Wirklichkeit ist es noch komplizierter. Entscheidend sind nicht nur die Moleküle sondern die Schwankungen der Dichte innerhalb einen kleinen Volumenelements.

        Verfasst von Joachim Schlichting | 28. November 2019, 19:42
  5. Kann mich den Kommentaren hier nur anschließend und neu-jung (oder vielleicht auch schon alt-längst-vergessen) sagen: Wie geil ist das denn? Noch nie machte ich mir Gedanken darüber, warum das Wasser im Glas farblos, das im Meer aber blau ist – meinen allerherzlichen Dank für diese Aufklärung. Liebe Grüße von Deinem Simon

    Verfasst von simonsegur | 29. November 2019, 20:23
    • Das freut mich sehr, lieber Simon. Den Anstoß für diesen Beitrag gab wie gesagt das Universum, in dem die Eigenfarbe des Wassers nicht nur behauptet, sondern auch visualisiert wird. Obwohl ich vor ca. 25 Jahren selbst ein solches Rohr mit Leitungswasser gefüllt hatte und auf diese Weise jedoch zu einer Grüntönung des Wassers kam (die im Leitungswasser enthaltenen Fremdstoffe verschieben das Spektrum von Blau nach Grün), sah ich jetzt zum ersten Mal eine Blaufärbung, die wohl mit äußerst reinem Wasser erreicht wurde. Liebe Grüße, Joachim.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 29. November 2019, 21:53

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  1. Pingback: Blau wie das Meer | Die Welt physikalisch gesehen - 3. März 2020

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