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Physik im Alltag und Naturphänomene

Die „Farbe“ Weiß durch Totalreflexion

Schneebeeren sind weiß und erinnern somit an den Schnee. Die Namensgebung ist auch dadurch gerechtfertigt, dass die Beeren außer durch die Farbe einen weiteren Bezug zum Schnee haben. Sie hängen oft auch noch im Winter an den Ziersträuchern gleichen Namens ((Symphoricarpos albus), wenn die Blätter bereits vergangen sind. Und wenn die Winter in unseren Breiten immer schneeärmer werden, übernehmen die Schneebeeren immer mehr die Funktion, uns an die Farbe des Schnees zu erinnen.
Als Kinder hatten wir unseren Spaß mit den weißen Früchten. Wenn man sie zwischen Daumen  und Zeigefinger zerquetschte oder auf dem Boden zertrat, gaben sie einen vernehmlichen Knall von sich. Wir nannten sie wegen der Ähnlichkeit zum damals für Kinder zulässigen Silvesterknaller auch Knallerbse.
Mit ihrer weißen Farbe verweisen die Schneebeeren nicht nur äußerlich auf den Schnee. Die Farbentstehung ist in beiden Fällen ganz ähnlich. Die Frucht besteht nämlich zum Teil aus luftgefüllten Hohlräumen, was man übrigens daran merkt, dass sie beispielsweise im Vergleich zur etwa gleich großen Kirsche äußerst leicht ist. Diese Hohlräume führen dazu, dass das eindringende Licht beim Übergang von der optisch dünneren Luft zur optisch dichteren festen wässrigen Substanz ab einem bestimmten Einfallswinkel total reflektiert wird. Das heißt es dringt nicht in das dichtere Medium ein, sondern wird wie an einem Spiegel so gut wie unverändert zurückgeworfen. Und wenn es nicht erneut total reflektiert wird, kommt es abgesehen von geringen Absorptionsverlusten nahezu ungeschwächt zurück. Allerdings wird das Licht der jeweiligen Form der Grenzflächen und der Zahl der Reflexionen entsprechend in verschiedene Richtungen, also diffus reflektiert, sodass der Gegenstand im Idealfall weiß erscheint.
Wenn man die Beere zerdrückt, gerät die Luft in den Hohlräumen zunächst unter Druck bis die Wände reißen und die Luft mit einem Knall entweicht. Dabei werden die Hohlräume mit der wässrigen Substanz der Beere erfüllt , sodass diese glasig wird und sich teilweise bräunlich verfärbt. Fazit: Wenn die Luft raus ist, findet die Luftnummer ihr Ende.
Auch bei den an sich transparenten Eiskristallen, aus denen die Schneeflocken aufgebaut sind, wird das Licht nur zum Teil an den Kristallebenen reflektiert, zu einem anderen Teil dringt es in die Eiskristalle ein und wird beim Wiederaustritt an der Grenzfläche zu den lufterfüllten Zwischenräumen oberhalb des kritischen Winkels total reflektiert. Daher liegt dem Weiß des Schnees und der Schneebeere eine ähnliche physikalische Ursache zugrunde.
Viele weiße Blüten, zum Beispiel die des Buschwindröschens, verdanken ihr Weiß ebenfalls der Totalreflexion.
Manchmal führt die Totalreflexion zu recht merkwürdigen Effekten, wie man sie beispielsweise beim Eindringen eines Laserstrahls in eine dünne Wasserschicht beobachten kann.

Diskussionen

8 Gedanken zu “Die „Farbe“ Weiß durch Totalreflexion

  1. Sehr gut. Also gibt es nie ein weisses Pigment?!

    Verfasst von kopfundgestalt | 5. Oktober 2021, 00:10
  2. Auch so können Kindheitserinnerungen sein, wenn sie durch den Filter eines Wissenschaftlerlebens betrachtet werden: Sie verlieren nichts an liebevoller Emotionalität, werden aber rückwirkend durch Kenntnisse angereichert.
    Wie du das machst, bereitet mir auch hier wieder Freude, lieber Joachim.

    Verfasst von Ule Rolff | 5. Oktober 2021, 08:27
    • Dank dir Ule, für deine lieben Worte. Es ist genauso wie du es sagst. Vieles von dem, was mich an Alltagsphänomenen herausfordert, hat seinen Ursprung in der Kindheit und war zeitlebens verdeckt aber irgendwie noch virulent… Gruß, Joachim.

      Verfasst von Joachim Schlichting | 5. Oktober 2021, 10:33
  3. Zu …..Was ist Realität=Bewusssein=Wahrnehmung=Erinnerungen=Kristalle=Räume=8D=Goldener Schnitt, gibts es ein sehr interessanter Film zu sehen.

    Verfasst von Malabar | 5. Oktober 2021, 21:10
  4. Gut zu Wissen: Indem das YouTube-Zahnradsymbol anklickt wird, kann die Wiedergabegeschwindigkeit verändert werden.

    Verfasst von Malabar | 6. Oktober 2021, 10:37

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