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Physik im Alltag und Naturphänomene

Leuchtende Lampions in den winterlichen Bäumen

Die ansonsten nicht gerade zimperliche Waldrebe überrascht durch ihre filigranen, silberfarbenen Samenstände, die besonders in der farbarmen Winterzeit auffallen. Jedes Früchtchen ist mit einem Federschweif ausgestattet, der als Flugorgan zur Ausbreitung durch den Wind dient.
Wenn sich wie in den vergangenen Tagen, die tiefstehende Sonne in den Schweifen verfängt, leuchtet der ganze Samenstand wie ein Lampion, indem das Licht an den zahlreichen feinen Filamenten gestreut wird (Fotos).
Schaut man sich die leuchtenden Lampen im Gegenlicht der Sonne genauer an, so scheinen sich die Federschweife konzentrisch um die Sonne zu orientieren. Dies sieht man natürlich nur dort, wo auch Schweife vorhanden sind. Dazwischen muss man sie sich den jeweils fehlenden Kreisabschnitt ergänzend dazu denken.
Natürlich richten sich die Schweife nicht nach der Sonne, ansonsten müssten sie sich ja ständig umorientieren. Das leuchtende Ringsystem läuft gewissermaßen mit der Sonne mit und bringt jeweils die passenden Abschnitte zum Leuchten. Das ist möglich, weil die büschelartigen Schweife wegen ihrer Kleinteiligkeit eine Vielzahl in alle möglichen Richtungen orientierte Miniflächen aufweisen, die das Licht spiegelnd ins Auge reflektieren.
Aus Symmetriegründen gibt es zu jedem (nach dem Reflexionsgesetz) passenden Winkel zahlreiche weitere, die auf gedachten konzentrischen Kreisen um die Sonne herum liegen. Wenn nun zufällig einige der passenden Winkel mit entsprechenden Miniflächen der Haarbüschel übereinstimmen, leuchten diese hell auf, weil sie uns das Sonnenlicht in die Augen reflektieren. Da die Sonne eine ausgedehnte Lichtquelle ist und die Schweife eine gewisse Rauigkeit aufweisen, gelangt nicht nur von jeweils einem Punkt aus Licht in die Augen, sondern von einem kleinen Abschnitt aus,  der sich wie eine Tangente an die gedachten Kreise günstiger Reflexionswinkel anschmiegt. (Da diese ringförmigen Reflexionsmuster Spezialfälle des Schwerts der Sonne sind, findet man dort die physikalischen Grundlagen für das Phänomen).
Ein ähnliches Phänomen kann man auch zum Beispiel an Distelsamen beobachten und manchmal – man höre und staune – an so profanen Stellen wie einen Kochtopfboden.
Wer genau hinguckt, kann die Schweife in irisierenden Farben glitzern sehen (unteres Foto (Ausschnitt)). Es handelt sich dabei um Strukturfarben, die ebenso wie bei den Distelsamen durch Beugung an mikroskopisch feinen Elementen der Schweife entstehen.

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Diskussionen

14 Gedanken zu “Leuchtende Lampions in den winterlichen Bäumen

  1. Diese Federchen liebe ich sehr. Du hast sie wunderschön ins Licht gesetzt, lieber Joachim.
    Herzliche Grüße
    Ulli

    Verfasst von Ulli | 11. März 2021, 00:24
  2. Sehr schön, so zart und filigran und leuchtend…🙂

    Verfasst von Ariana | 11. März 2021, 08:47
  3. Schöner Bericht … ich mag die Waldrebensamen auch sehr:
    https://finbarsgift.wordpress.com/2021/01/04/waldrebensamen/
    LG vom Lu

    Verfasst von finbarsgift | 11. März 2021, 09:24
  4. Bei den Kochtopfböden kann man ähnliches wahrnehmen. Hatte mal eine kleine Serie von Fotos dazu gemacht, aber die sind im Nirwana meines Archivs verschwunden.
    Zu Kraft der Sonne: Im Januar hatte ich folgenes gepostet:
    https://kopfundgestalt.com/2021/01/10/leuchtender-kamm-auf-wiese/

    Auch hier das mächtige Gleisen der dürren Äste des Strauchs.

    Verfasst von kopfundgestalt | 11. März 2021, 18:02
  5. Danke, lieber Joachim, für diese Erläuterung der Erscheinung des Waldrebensamens. Uns ist dieses optische Phänomen bislang noch nicht aufgefallen, wir werden jetzt darauf achten.
    Mit herzlichen Grüßen vom kleinen Dorf am großen Meer
    The Fab Four of Cley
    🙂 🙂 🙂 🙂

    Verfasst von Klausbernd | 11. März 2021, 18:33

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