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Joachim Schlichting

Joachim Schlichting hat geschrieben 1555 Beiträge für Die Welt physikalisch gesehen

Bewegung durch Unschärfe

Ich gebe zu, das Foto ist unscharf. Das war bei dieser Performance und der Aufnahme mit einer Kompaktkamera auch nicht anders zu erwarten. Aber Unschärfe ist ja nicht per se ein Mangel. Viele Fotokünstler nutzen die Unschärfe aus ganz unterschiedlichen Gründen auf kreative Weise aus.
Im vorliegenden Fall ist infolge der spärlichen Beleuchtung mit einer für den bewegten Vorgang zu großen Belichtungszeit fotografiert worden, sodass die schneller steigenden bzw. fallenden Reifen zu einer Verschmierung des Bildteils führen. Darin kann aber auch ein Vorteil gesehen werden, weil die Unschärfe Bewegung suggeriert. Außerdem erhält man daraus zusätzliche Informationen über die Bewegung. So kann man aus den Details des Fotos ableiten, dass der dritte Reifen von unten dicht am Umkehrpunkt ist (vom Steigen zum Fallen oder umgekehrt). Es wurde also fast der Moment getroffen, in dem der Reifen für einen Moment in der Luft steht. Demgegenüber weisen die stark verschmierten Reifen eine verhältnismäßig große Steig- oder Fallgeschwindigkeit auf. Weiterlesen

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Wege 11: Winterliche S-Kurven

Ich kenne diese beiden Wege seit Jahren. Aber nie war mir aufgefallen, wie sehr sie sich ähneln. In beiden Fällen handelt es sich um eine S-Kurve, die zum einen durch Schienen und zum anderen durch eine Straße realisiert wird, auf der die dunkle Wagenspur den ebenfalls dunklen Bahnschienen entspricht. Indem sie in einem kontrastreichen Hell-Dunkel-Kontext erscheinen, wird ihre Strukturähnlichkeit  zu einem Phänomen. Die durch die Schneedecke von den normalerweise vorhandenen Details befreiten Anblicke machen die Entsprechungen erst auffällig.
Wie der Zufall es will, kommt es interessanterweise auch noch in einer strukturellen Übereinstimmung am Rande der Fahrspuren: Dem durch die Bahnschwellen hervorgerufenen periodischen Höhenprofil entspricht auf der Straße die Profilspur eines Traktors.

Manches fällt nach oben

Manches erledigt sich von selbst. Naja, nicht ganz aber fast. Eine Schale mit Jogurtresten und den dazu gehörigen Löffel zunächst einmal mit Wasser gefüllt und in die Spüle gestellt, säubert sich, indem sie die Schwerkraft wirken lässt. Weil Wasser eine größere Dichte hat als das Milchprodukt, drückt es diese nach oben. Erstaunlich ist vielleicht mit welcher Konsequenz hier der streng vertikale Aufstieg das Geschehen dominiert. Es kommt zu einer Abbildung bzw. Projektion der Umrisse des Löffels, dessen Mulde man nur noch schemenhaft im getrübten Umfeld erkennt. Weiterlesen

Lichtgestalten: die Untersonne

Wenn die Sonne auf einer glatten Wasseroberfläche gespiegelt wird, sieht es so aus, als würde eine Spiegelsonne aus den Tiefen des Sees heraus leuchten. Dabei ist sie im virtuellen Raum unter der Wasseroberfläche genauso weit unter wie die reale Sonne über der Wasseroberfläche. Dass man das meist nicht so zu sehen vermeint, liegt daran, dass unser Verstand scheinbar korrigierend eingreift.
Eine ähnliche Situation liegt vor, wenn wir aus großer Höhe, zum Beispiel von einem Berg oder einem Flugzeug aus die Sonne auf flachen, in der Luft driftenden Eisplättchen gespiegelt sehen, die wir selbst gar nicht wahrnehmen. Nimmt man den Horizont als Orientierungslinie hinzu, so kann man feststellen, dass diese sogenannte Untersonne, genauso weit darunter wie die reale Sonne darüber liegt (siehe unteres Foto). Dabei sind natürlich keine absoluten Entfernungen gemeint, sondern die Winkelhöhe.
Diese Untersonne zählt zu den Haloerscheinungen, die durch Brechung und Spiegelung an  Eisplättchen hervorgerufen werden. Die Lichtsäule über einer Laterne gehört ebenso dazu wie die Nebensonne. Während bei der Lichtsäule die Sonnenstrahlen an der Unterseite reflektiert werden, erfolgt die Reflexion bei der Untersonne an der Oberseite der sinkenden Eisplättchen (siehe Skizze). Und weil die Eisplättchen während ihres lansamen Sinkens leicht um die Gleichgewichtslage schwanken, variiert der Reflexionswinkel ein wenig. Das macht sich visuell in einer in die Länge gezogenen Form bemerkbar.
Die Schwankungen der Plättchen haben einen ganz ähnlichen Effekt wie die statistisch verteilten Wellen auf dem Meer beim Zustandekommen des Schwerts der Sonne: Das reflektierte Sonnenlicht erreicht die Augen des Beobachters aus einem gewissen Winkelbereich.

Eisprismen am Seeufer

Während das Eis eines Sees auf der freien Fläche meist eine glatt und eben ist, können im Uferbereich ganz unterschiedliche Kristallisationsmuster zutage treten. Hier haben sich größere Kristalle (einige Zentimeter) mit unterschiedlicher Orientierung der Kristallisationsachsen gebildet, die die hexagonal geprägte Form der ins Makroskopische vergrößerten Ursprungskristalle erkennen lassen.

Obwohl beim Gefrieren des Wassers alles gesetzmäßig abläuft, findet man niemals identische Strukturen. Mögen die Anfangsbedingungen an zwei Stellen auch dieselben sein, sie sind trotzdem nie exakt gleich. Die winzigen Unterschiede beim Start wachsen bis ins Makroskopische und führen zu zwar ähnlichen aber niemals identischen Strukturen. Diese Spannung zwischen Ähnlichkeit und Identität machen einen wesentlichen Teil der Schönheit solcher Strukturen aus.

Musterbildung im Schnee

Schlichting, H. Joachim. Physik in unserer Zeit 50/1 (2019), S. 45

Das Zusammenwirken von Absorption und Reflexion von Sonnenlicht sowie Wärmeleitung führt unter bestimmten Bedingungen zu regelmäßigen Mustern im Schnee.

Auf dem Handlauf eines Treppengeländers hat sich ein Muster aus periodisch weggeschmolzenem Schnee gebildet. Das ist auch insofern erstaunlich, als die Lufttemperatur mit -1 bis -2 °C eindeutig zu niedrig ist, um den Schnee zum Schmelzen zu bringen. Zwar bricht die Sonne hin und wieder durch den hochnebelartigen Dunst und fühlt sich angenehm warm an. Doch der blendend weiß erstrahlende Schnee ist ein deutliches Zeichen dafür, dass das Sonnenlicht nicht gleichermaßen vom Schnee absorbiert, sondern hauptsächlich reflektiert wird. Weiterlesen

Winterlichtblick

Ein schon totgeglaubte, dem Verfall anheingegebene Pflanze, erstrahlt im flachen Winterlicht zu neuem Glanz. Feine Reifkristalle unterstreichen diesen Effekt, indem sie das Licht der Sonne in verschiedene Richtungen ablenken.
Während das vor allem an den Reifkristallen reflektierte Licht die Zusammensetzung des Lichts unverändert lässt, findet infolge der Brechung des durch die Kristalle hindurchgehenden Lichts eine Farbzerlegung statt, die allerdings aufgrund einer gewissen künstlerischen Unschärfe nur andeutungsweise zu erkennen ist.
Das rötliche Licht der tiefstehenden Sonne verheißt Wärme. Wärme, die bereits auf den Frühling verweist? Oder Wärme der geheizten Stube angesichts des erst bevorstehenden kalten Winters? Lassen wir uns überraschen und freuen uns ein wenig über den schönen Anblick!

 

 

Eisvögel

Was hier wie die stilisierte Skizze von zwei Eisvögeln oder vielleicht nur wie ein abstraktes Schwarz-Weiß-Gemälde aussieht, ist die Eisschicht einer zugefrorenen Wasserpfütze. Die hellen Bereiche künden vom darunterliegenden Hohlraum, der durch das Versickern des Wassers entstanden ist und in dessen feuchter Atmosphäre sich eine Reifschicht unterhalb der zunächst transparenten Eisschicht gebildet hat. An den kleinen Kristallen wird das Licht streut wodurch die Transparenz verschwindet. Lediglich die dunklen Streifen sind gefrorene Wasserwülste über die eine Verbindung mit dem stark gesunkenen Wasserspiegel oder bereits mit dem Erdreich besteht.

Grenzerfahrungen zwischen Eis und Schnee

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 1 (2019), S. 64 – 65

Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt bewirkt ein Hin und Her zwischen Schmelzen und Gefrieren im Schnee einen erstaunlichen Reichtum an eisigen Strukturen.

Nebeneindrücke sind
wieder einmal das Bestimmende
Robert Musil (1880–1942)

In unseren Breiten sind harte Winter selten. Wenn es einmal geschneit hat, dauert es oft nicht lange bis zum nächsten Tauwetter. Es lohnt sich allerdings, die Phänomene in dem Grenzbereich zwischen Fest und Flüssig aufmerksam zu beobachten. Weiterlesen

Alternative zum Bleigießen

Obwohl der Anlass just vorbei ist, möchte ich dennoch auf die Kommentare zu meinem Silvesterbeitrag eingehen, in dem ich eine Alternative zum Bleigießen in Form des Herstellens von Kerzenmuscheln vorgeschlagen habe. Wer aber gern an den schicksalhaften metallischen Klecksen festhalten möchte, der kann das auch mit Lötzinn tun, indem er den mit einem Lötkolben u.ä. verflüssigten Zinn (eigentlich je nach Verwendungszweck eine Legierung aus Blei, Zinn, Zink, Silber, Kupfer) in ein Wasserbecken oder auf eine andere Unterlage abtropfen lässt. Ich habe Silvester ein wenig damit experimentiert und zeige hier einige Ergebnisse. Nicht nur in der äußeren Form sondern auch in der inneren Strukturierung zeigen sich überraschende Muster. Über deren physikalische Ursachen werde ich mir noch Gedanken machen müssen – spätestens bis zum nächsten Jahreswechsel.

Rätselfoto des Monats Januar 2019

Wie kommt es zu den blauen Augen?


Erklärung des Rätselfotos des Monats Dezember 2018
Frage: Wie kommt es zu diesen Lichtschweifen?

Antwort: Des Rätsels Lösung besteht darin, dass die Situation durch einen doppelt verglasten Raumteiler hindurch gesehen wird. Da eine Glasscheibe nicht nur Licht durchlässt, sondern auch Licht spiegelnd reflektiert, blicken wir hier auf die leuchtenden Kerzen, die an beiden Glasscheiben reflektiert werden. Genau genommen finden auch noch Reflexionen an den beiden Grenzschichten jeder Scheibe statt. Da diese sehr dicht beieinander liegen, werden sie nicht mehr getrennt sichtbar. Aber es bleibt nicht bei der einen Spiegelung. Da sich die beiden Scheiben gegenüber stehen, werden die Spiegelbilder und auch noch die Spiegelbilder der Spiegelbilder reflektiert und so weiter, bis die Intensität des Restlichts so schwach ist, dass man es schließlich nichts mehr sieht. Denn wir sehen die Spiegelungen der Spiegelungen überhaupt erst dadurch, dass bei jeder Reflexion auch ein Teil des Lichtes durch die Scheibe hindurch geht und in unser Auge gelangt. Was wir hier spiegelnd reflektiert sehen, sind Spiegelbilder. Für sie gilt aber dasselbe wie für reale Objekte. Sie sind so weit hinter dem Spiegel zu sehen, wie der Gegenstand davor. Deshalb erscheint mit jeder Generation einer Spiegelung das Spiegelbild um den Abstand der beiden spiegelnd reflektierenden Grenzflächen weiter entfernt.
Im Prinzip haben wir es mit einer Art Unendlichkeitsspiegel zu tun. Einer zweier parallel gegenüberstehender Spiegel ist mit einem Guckloch versehen. Blickt man hindurch sieht man eine – im Prinzip unendlich lange – Schlange von Gucklöchern und Lampen(bildern). Aber auch manche Designobjekte, z.B. in Form eines Kerzenhalters führen nach diesem Prinzip zu Lichtschweifen.
Bleibt noch die Frage, warum die Schweife von Spiegelbildern auf einen Fluchtpunkt zuzulaufen scheinen. Dies ist ein Perspektiveneffekt der sich vom Beobachter entfernenden Spiegelbilder. Irgendwo am virtuellen Fluchtpunkt der Schweife ist die Linse der gespiegelten Kamera, die hier jedoch nicht zu sehen ist, weil sie durch das Licht der realen Kerzen überstrahlt wird.

Bleigießen mit Kerzenwachs – eine künstlerische Variante

Bleigießen ist ab diesem Jahr verboten. Damit geht zwar eine alte Tradition verloren, aber die Gesundheit geht vor. Denn die Bleigießsets, die in der Vergangenheit benutzt wurden, enthalten ein Vielfaches des in der EU zulässigen Gehalts von Blei.
Aber aus dieser Not kann man eine Tugend machen und mit den vom Weihnachtsfest übrig gebliebenen Resten der Wachskerzen experimentieren. Ich greife auf Erfahrungen zurück, die ich bereits in der Kindheit gemacht habe und zwar deshalb, weil uns damals Blei nicht zur Verfügung stand. Weiterlesen

Funkelnde Farben im Reif

Der Morgen war kalt und Triste, die Gräser und Sträucher waren an bestimmten Stellen von Reif überkrustet, was aber wegen des bedeckten Himmels kaum zur Geltung kam. Doch plötzlich brach die die Sonne durch die Wolken und machte sich durch farbige Lichtblitze in den Eiskristallen bemerkbar.
Beim Vorübergehen erloschen die Kristalle aber nur um an anderen Stellen wieder aufzublitzen: Das war genau dann der Fall, wenn das in ihnen gebrochene und reflektierte Sonnenlicht in meinen Augen landete. Die Kristalle wirkten wie kleine Prismen, das Licht wurde gebrochen, und in seine Spektralfarben zerlegt, die jeweils in geringfügig andere Richtungen ausgesandt wurden. Weiterlesen

Eine letzte Pracht

Was schon abgeschrieben, der entgültigen Fäulnis übergeben schien, erhält im Zusammenspiel von kristallenen Reifrändern und dem Licht der Sonne eine letzte Schönheit und Grazie, die dem vergangenen Grün des letzten Sommers ästhetisch gesehen in kaum etwas nachsteht.

Der Reif setzt sich an den Rändern ab, um die Formen der Blätter nachzuzeichnen und im Licht der Sonne zu einem Kunstwerk zu gestalten. So kann man es sehen. Wem diese „Erklärung“ nicht ausreicht, schaue sich einen früheren Beitrag an.

Natürliches Lametta

Etwas aus den nebelsatten
Lüften löste sich und wuchs
Über Nacht als weißer Schatten
Eng um Tanne, Baum und Buchs.

Und erglänzte wie das Weiche
Weiße, das aus Wolken fällt,
Und erlöste stumm in bleiche
Schönheit eine dunkle Welt.

Gottfried Benn (1886 – 1956)

Frohe Weihnachten!

Zunächst wünsche ich allen meinen „Besuchern“ frohe Weihnachten und unbeschwerte Festtage. Bei einem Blog, der Physik im Titel trägt, kommt ihr mir nicht so leicht davon. Denn eine Frage hätte ich noch: Der Baum ist offenbar mit zwei verschiedenen Arten von Kugeln geschmückt. Worin unterscheiden sie sich? Um sich einen besseren Eindruck von den Unterschieden zu verschaffen, habe ich zwei verschiedene Kugeln vergrößert herauskopiert (rechtes Bild).
Bevor ihr weiterlest, solltet ihr versuchen, die Frage selbst zu lösen. Dabei ist es hilfreich sich klarzumachen, dass eine spiegelnde Weihnachtskugel bis auf den Bereich, der sich direkt hinter der Kugel befindet, die gesamte „Welt“ abbildet – wenn auch verzerrt. Diese Eigenschaft wird ja bekanntlich ausgenutzt, um bei Einfahrten durch Wölbspiegel einen größeren Bereich einsehbar zu machen, als mit bei einem Flachspiegel möglich wäre.
Die Antwort ist überraschend einfach: Die Kugeln unterscheiden sich darin, dass die eine nur „versilbert“ ist wie ein normaler Spiegel und die andere auch noch die „Eigenfarbe“ Rot besitzt. Dieser Unterschied macht sich darin bemerkbar, dass die rote Kugel zwar auch auftreffendes weißes Licht zurückwirft, aber einen Teil des Lichts (die Komplementärfarbe von Rot) absorbiert. Dass die versilberte Kugel dennoch so aussieht als wäre sie zweifarbig liegt daran, dass der Weihnachtsbaum auf einer roten Unterlage steht, die auch – natürlich anamorphotisch verzerrt – abgebildet wird.
Aber nun feiert schön weiter und lasst euch davon nicht beirren!

Der Schwerpunkt der Kerze

Diesmal wurden die Kerzenhalter nicht an den Zweigen festgeklemmt, sondern s-kurvenförmig darüber gehängt. Der Rest wird von der Schwerkraft besorgt. Die unten angebrachte massive Kugel sorgt dafür, dass der Schwerpunkt der Kerze samt Halter stets unterhalb des Unterstützungspunkts liegt. Die Kerze „hängt“ also stabil. Jede Auslenkung aus der Ruhelage führt in die stabile Lage zurück. Weiterlesen

Die Atmosphäre einer Kerzenflamme

Adventzeit ist Kerzenzeit. Wer in Anwesenheit des Kerzenlichts seine Umgebung bewusst erlebt, kann vielleicht Erfahrungen von Menschen aus früheren Zeiten verstehen, für die das Kerzenlicht zu den anspruchsvollsten künstlichen Leuchtmitteln gehörte. Hier eine kleine Episode aus Nikolai Ljesskow*, die leicht als religiöser Humbug angesehen werden kann. Dabei sollte man jedoch nicht übersehen, dass einer solchen Deutung ein beobachtbares Geschehen zugrunde liegt. Weiterlesen

Der Mond in den Wolken

Goldmond brennt auf am Festungsturm; in Märchenfernen reist ein Sturm, zaust und zaubert. Ich trage Krüge weinbelaubt; der Wein schwatzt innen laut. Mond reitet na mit Söldnerstern: das rasche Heer verbirgt sich gern hoch in Wolken. Die wilde Wolkeninsel steht mit Pässen, die kein Mensch begeht, und schroffen Silberklippen. Mond landet im Wacholdermeer; die kleine Stadt schläft hell und leer hoch im Bergland. Ich steige leicht wie Wind empor, zum Wolkenwald durch Wolkentor; weiß nicht, wie meine Spur verlor. Ich wandre mit der Wolke. – –* Weiterlesen

Wintersonnenwende – es geht wieder aufwärts

Zum Schluss hat man kaum noch etwas davon gemerkt, dass die Tage kürzer und die Nächte länger wurden, weil man sich der flachen „Talsohle“ näherte. Heute ist sie erreicht. Die Sonne hat auf der Nordhalbkugel die kleinste Mittagshöhe und im Verlauf des Tages die kürzeste Anwesenheit über dem Horizont erreicht. Leider verbirgt sie momentan hinter den Wolken.  Von nun an steigt sie wieder von Tag zu Tag an, und die Tage werden wieder länger. Aber der Zuwachs ist zunächst ebenfalls sehr langsam. Weiterlesen

Hole punch – Eine aufgeschlitzte Wolke

An einem kalten Wintermorgen entdeckte ich kurz vor Sonnenaufgang in einer flachen Schicht von Altocumuluswolken eine längliche Scharte, die einen Durchblick auf darüber liegende, bereits von der Sonne erhellte blaue Himmelspartien erlaubte. Es sah aus, als wäre ein Wolkenstreifen durch dieses Loch gleichsam hindurch gesackt. Er hing im orangenen Licht der aufgehenden Sonne und wurde seiner luftigeren Konsistenz entsprechend von diesem Licht geradezu durchglüht. Dieser Streifen hatte die typische luftige und strähnige Konsistenz von Cirruswolken (was auf dem Foto allerdings nicht gut zu erkennen ist. Aber wie man – denke ich – sehen kann, liegt dieses Wolkengebilde noch unterhalb der Altocumulusschicht. Ein schönes – aber auch kompliziertes Phänomen, das letztlich auf den Einfluss des Homo Faber zurückgeht. Wer es genauer wissen will, muss sich den folgenden Text ansehen.

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Biostacheldraht

Natürliche und künstliche Stacheln, hier in trauter Gemeinsamkeit. Durch Androhung und tatsächliche Zufügung von Schmerzen und Verletzungen geht es in beiden Fällen darum, Zudringlichkeiten zu verhindern. Manchmal werden Brombeerhecken wie der technische Stacheldraht zur Abgrenzung von Grundstücken genutzt – dann könnte man mit Recht von Biostacheldraht sprechen. Ob er wirklich gesünder ist? Obwohl der gemeinsame Auftritt der Stacheldrähte ein Ergebnis des Zufalls sein dürfte, erscheint es mir wahrscheinlich, dass der technische Stacheldraht der Natur abgeschaut wurde.

Zwei Aggregatzustände in Weiß

Auf einem Flug über Spanien/Portugal. Seit mehr als einer Stunde nur Wolken. Darüber die gleißend helle Sonne. Die in einem satten Weiß reflektierenden Wolken sind auch nicht viel besser. Man muss schon eine Sonnenbrille aufsetzen, um dem überbordenden Ansturm des weißen Lichts problemlos standhalten zu können.
Dann plötzlich dieses Bild. Berge, die aus der offenbar niedrigen Wolkendecke herausragen (siehe unteres Foto). Und zu meiner großen Überraschung sind sie schneebedeckt. Die Sierra Nevada kann es nicht sein, denn wir befinden uns viel weiter westlich. Offenbar ist es einfach so kalt, dass der Schnee hier eine Zeit lang liegenbleibt. Weiterlesen

Überlebensstarke Schneespuren

Der Schnee ist schon längst wieder weg, aber eine Spur hat sich erstaunlich lange gehalten. Wie kam es dazu? Der Fußabdruck entstand dadurch, dass der feuchte, poröse und luftdurchsetzte Schnee durch das Körpergewicht eines Menschen auf den Bruchteil seiner ursprünglichen Dicke komprimiert wurde. Der aus einem lockeren Gewebe filigraner Eiskristalle bestehende Schnee wurde durch die Kraft des auftretenden Fußes zusammengedrückt. Die Kristalle kamen dadurch in innige Verbindung und wurden miteinander „verschweißt“, d.h. sie froren zu einem kompakten, vereisten Gebilde zusammen. Weiterlesen

Ein verinnerlichter weißer Baum

Als ich aus dem Fenster blicke, schneit es. Die Bäume nehmen ein weißes Aussehen an. Ich esse eine Mandarine und sehe in der Schale abermals ein weißes Bäumchen. Eine seltsame Übereinkunft!

Tiefenstruktur einer brennenden Kerze

Vielleicht ist es der einen oder dem anderen schon aufgefallen, dass zu einer brennenden Kerze außer dem Wachskörper plus Docht mehr gehört, als die leuchtende Flamme, der wir das in dieser Zeit so geschätzte sanfte Licht verdanken. Man muss nur die Hand über die Flamme halten, um alsbald festzustellen, dass dies nur in einer beträchtlichen Höhe auszuhalten ist. Demgegenüber sind seitliche Annäherungsversuche weniger problematisch, man gelangt schmerzlos bis dicht an die Flamme heran. Dadurch wird der Eindruck vermittelt, dass sich oberhalb der Flamme so etwas wie ein Hitzeschlauch befindet. Weiterlesen

Von wegen kosmisch – eher komisch.

Als ich gegen Abend aus dem Fenster dem Sonnenuntergang hinterherblicke, durchzuckt es mich kurz, weil ich ein außergewöhnliches kosmisches Ereignis zu sehen vermeine. Sind das die Geminiden, die heute zu erwarten sind, sozusagen sorgfältig aufgereiht?
Die Zuckung ist umsonst, ich habe nur kurz vergessen, dass ich der Jahreszeit gemäß eine Lichterkette angebracht habe, deren Spiegelung in der Fensterscheibe sich mit dem Sonnenuntergangsfarben des Himmels überlagert. Was rein visuell nicht zu trennen ist, muss manchmal gedanklich vollzogen werden.

Naturschöne Abstraktion

Nicht nur die Fensterscheiben in einem ausgekühlten Haus überziehen sich mit einer Gänsehaut aus Tröpfchen, auch das Glasdach des Wintergartens zeigte sich von seiner künstlerischen Seite.
Manchmal sind die Tropfen an Fensterscheiben regelmäßig, manchmal unregelmäßig geformt. Eine frisch geputzte Scheibe schmückt sich meist mit eher regelmäßig angeordneten Tröpfchen, die bei geeigneten Sichtverhältnissen wie eine natürliche Vervielfältigung des vom Blickpunkt der einzelnen Tropfen Gesehenen wirkt. Bei verschmutzten Scheiben entstehen meist unregelmäßig berandete Tropfen mit der Folge, dass diese kleinen Minilinsen zu entsprechend verformten Abbildungen führen. Weiterlesen

Staubflusen und Wollmäuse – Wesen komplexer Verhakungen (hangups)

Staubflusen treten nicht sofort in Erscheinung, sondern erst, wenn sie eine von der Wahrnehmungs- und Schmutztoleranz der jeweiligen Bewohner abhängige kritische Größe überschritten haben. Sie werden meist als störend bis abstoßend empfunden, obwohl sie selbst durch gegenseitige Anhänglichkeit entstehen und dabei zuerst die physikalische und dann die psychologische Sichtbarkeitsschwelle überschreiten. Weiterlesen

Kalte Fenster – Geburtsstätte für Wassertröpfchen

Als wir in das ausgekühlte Ferienhaus ankommen, können wir uns während des Bemühens die Zimmer warm zu bekommen, zwischenzeitlich schon einmal über ein Kunstwerk freuen (siehe Foto), das in dem Maße auf den Fensterscheiben Gestalt annimmt, wie im Zimmer die Temperatur steigt.
Durch die Tröpfchen hindurch schimmert die Struktur einer aus einzelnen Holundersträuchern bestehenden Hecke, die ihre Blätter verloren haben.
Die Gesamtstruktur dieser Büsche lächelt uns tausendfach kopfstehend in den einzelnen Tropfen entgegen. Denn diese verhalten sich wie kleine Sammellinsen. Sie bilden die Büsche auf unsere Netzhäute ab – kopfstehend. Weiterlesen

Senderos de luz en el agua

Schlichting, H. Joachim. Investigación y Ciencia Diciembre 2018 – Nº 507

Los reflejos sobre un lago o un río producen en ocasiones extrañas franjas claras y oscuras, un fenómeno que puede ser más complejo de lo que aparenta.

La superficie del agua nunca parece uniforme, ya que el movimiento del líquido modifica los colores y las formas que vemos en él. Sin embargo, si examinamos este efecto más a fondo, pronto descubriremos algunos fenómenos que, a primera vista, resultan desconcertantes.

Con independencia de su aspecto, la imagen reflejada siempre guarda alguna relación con el cielo y con los alrededores, de eso no cabe duda. Por lo general, ese vínculo puede encontrarse sin dificultades sin más ayuda que la ley de la reflexión. No obstante, si el viento produce olas que, además, se dirigen hacia el observador, a menudo cuesta entender las estructuras resultantes. Así puede ocurrir, por ejemplo, en la superficie de un río o un lago agitado.

Observe con detenimiento la primera imagen que reproducimos aquí. En ella podemos distinguir las «olas» (pequeñas ondulaciones, en realidad), puesto que sus flancos reflejan el gris del cielo, al tiempo que el área de las crestas hace lo propio con la tenue luz de los árboles cercanos a la orilla.

Las franjas verticales claras que van desde el borde superior de la imagen hacia el observador pueden atribuirse sin dificultad a los espacios que hay entre los árboles. Sin embargo, lo que no resulta evidente es hasta dónde se extenderán dichas franjas en el agua. Además, si el observador se mueve a lo largo de la orilla, las rayas parecerán desplazarse con él y continuarán apuntando en su dirección.

Espadas de sol
Esto nos trae a la cabeza otro fenómeno que tiene lugar en el agua y que podríamos denominar «espada de sol» (en honor a un capítulo de una de las obras de Italo Calvino), consistente en el reflejo alargado que deja el sol naciente o poniente sobre el líquido. Este conjunto de reflejos luminosos aparecerá en todos los lugares que presenten la orientación adecuada para enviar los rayos del sol (siempre que este se encuentre cerca del horizonte) hasta los ojos del observador. Sobre una superficie agitada y reflectante, existen incontables planos con esa propiedad. En nuestra primera fotografía, las zonas claras que hay entre los árboles oscuros adoptan el papel del sol. En consecuencia, no hay una sola «espada de luz», sino muchas de ellas…

Ich bin Feuer und Flamme für die Kerze – 2. Advent

Zündet man eine Kerze an,
erhält man Licht.
Vertieft man sich in Bücher,
wird einem Weisheit zuteil.
Die Kerze erhellt die Stube,
das Buch erleuchtet das Herz.“

Aus China

Lichttechnisch gesehen ist die Kerze ein Fossil, aber ein liebenswertes, das nicht mehr notwendigerweise der Beleuchtung, sondern eher der Erleuchtung und der Schaffung einer stimmungsvollen Atmosphäre dient. Die Menschen, die seinerzeit auf die Kerze als Beleuchtungsmittel angewiesen waren, sahen die Situation daher weitaus nüchterner. Selbst der Dichterfürst Goethe, sonst um keine poetische Wendung verlegen, stellt schlicht fest:

Wo Lampen brennen, gibts Ölflecken,
wo Kerzen brennen, gibts Schnuppen,
die Himmelslichter allein
erleuchten rein und ohne Makel.

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Eine kleine extrasolide Modellerde

Ich besitze seit längerem eine fein polierte Steinkugel, die durch eine schöne Struktur besticht. Als sie kürzlich vor mir auf einem weißen Blatt Papier lag, war mir, als blickte ich auf eine unbekannte Erde, sozusagen aus dem Weltraum. Denn es zeigte sich, dass sie von einer zarten blauschimmernden Atmosphäre umgeben zu sein scheint. Dass man den Blauschimmer nur sieht, wenn man tangential auf den Rand der Kugel blickt, könnte man sich damit erklären, dass der Blick durch eine vergleichsweise lange Strecke der Atmosphäre geht, sodass sich die Lichtstreuprozesse bis zur deutlichen Sichtbarkeit aufsummieren. Weiterlesen

Nikolaus von Myra und die Nanologie

Die Nanophysik befasst sich mit einem Gegenstandsbereich, dessen typische Größenordnung vom Einzelatom bis zu einer Strukturgröße von 100 Nanometern (1 Nanometer ist ein Milliardstel Meter) befasst. Nano ist vom Altgriechischen νᾶνος nános = Zwerg‘ abgeleitet. Daran musste ich denken, als ich kürzlich in einem zum Teutoburger Wald gehörenden Waldstück auf mehrere Gartenzwerge stieß, die hier auf Baumstumpen stehend oder eine kleine Brücke über den Bach bewachend mir ungeniert in die Augen sahen (siehe Foto).
Ein wenig Recherche ergab dann, dass es sogar eine Wissenschaft von den Zwergen gibt, die Nanologie (klingt wesentlich besser als Zwergologie). Im Lexikon der Psychologie von Spektrum der Wissenschaft liest man unter Nanologie: „Lehre von den Gartenzwergen, die als Ausdruck bzw. Symbol einer spezifischen Kultur gelten; in deutschen Gärten gibt es vier bis fünf Millionen, weltweit etwa 100 Millionen Gartenzwerge“. Weiterlesen

Wenn herbstliche Farben vom Himmel fallen

Der Herbst macht alles bunt. Nun hat zwar zumindest meteorologisch gesehen bereits der Winter begonnen, aber so streng richten sich die Jahreszeiten, so wie wir sie uns denken, nicht nach dem Kalender. Als die Sonne überraschenderweise durch die Wolken bricht, setze ich mich für einen Moment in Erinnerung an die vielen schönen Tage, die ich in diesem Jahr hier verbracht habe, an den inzwischen sehr trostlos dreinschauenden Teich. Weiterlesen