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Joachim Schlichting

Joachim Schlichting hat geschrieben 1673 Beiträge für Die Welt physikalisch gesehen

Aeolsorgelmusik am frühen Morgen

Es ist ein wenig windig auf dieser morgendlichen Wanderung durch die Krummhörn. Wind ist hier fast immer, davon zeugen zahlreiche Windkraftanlagen, die die natürlichen Luftströme auf technische Weise visualisieren und ihnen dabei auch noch Energie abnehmen. Aber es gibt auch die eher unspektakulären, leisen Töne, die – wie einst die Sirenen Odysseus betörten – mich zu einer Brücke locken, aus dessen Richtung die außerirdisch klingende Musik kommt. Weiterlesen

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Der Traum und das tiefschwarze Schild des Klatschmohns

Hat man übrigens beachtet, daß die roten blutenden Mohnblumen immer ein merkwürdiges tiefschwarzes oder blaues Feld tragen, einen Schild, der oft so groß wird, daß die ganze Blüte wie Nacht und Dunkel scheint? Manche Mohnblüten entfalten sich zu breiten, flachen Tellern, darauf die Bienen ihre Speise aufgetragen bekommen, denn ich kenne keine Blume, die so gern von Bienen aufgesucht wird. Andere Mohnblumen wirken genau wie schlanke Flammen, ganz vertikal, in strengen zielfesten Linien. Wieder andere sehen wie Wasserdolden aus oder Kugelköpfe. Es gibt keine Form und keine Farbe, die bei diesen Traumgeschöpfen nicht sichtbar würde. Weiterlesen

Schilf in der Vase

Von weitem sieht es so aus, als habe hier jemand Blumenvasen mit frischen Schilfhalmen aufgestellt. Bei näherer Betrachtung entdeckt man, dass es sich um Kunststoffrohre handelt, die ein Bauer – aus welchen Motiven auch immer – als Zaunpfähle verwendet hat. Der Vorteil: sie halten ewig, zumindest länger als die bislang verwendeten geviertelten Eichenpfähle.
Bemerkenswert ist daran, wie die Natur mit diesem Fremdköper umgeht – sie bezieht ihn ohne Umschweife in das pflanzlich geprägte Umfeld ein. Ich gehe davon aus, dass Schilfsamen durch die obere Öffnung ins Innere geraten sind und dort Wurzeln geschlagen haben. Mit mächtigem Wuchsimpuls sind die Triebe dann dem Licht in Form eines sonnenrunden Lochs entgegen gewachsen und nun ihre Artgenossen in der Umgebung weit überragend eine Besonderheit darstellen. Ob die Kühe es würdigen wissen?

Am Ende des Regenbogens zweiter Ordnung

H. Joachim Schlichting. Physik in unserer Zeit 50/4 (2019), S. 200

Bei aufmerksamer Betrachtung eines Springbrunnens lassen sich in den Tropfen Fragmente eines Regenbogens erkennen, auch wenn die Sonne schon relativ hoch steht.

Am Ende des Regenbogens soll bekanntlich ein Schatz zu finden sein. Ist er auch, aber anders als man denkt. Wenn man an einem sonnigen Tag mit der noch tiefstehenden Sonne im Rücken einen Springbrunnen betrachtet, bekommt man im Gischt der Fontäne zumindest Fragmente eines Regenbogens zu sehen. Mit aufsteigender Sonne sinkt der Bogen und „ersäuft“ meist im Wasser an der Wurzel der Fontäne. Weiterlesen

Der Schmetterling unter den Pilzen

So als wollte der verfaulende Baumstumpf sich vor dem vollständigen Verschwinden noch eine letzte Gracie gönnen, schmückt er sich mit einer zweistufigen Pilzkrone aus kunstvollen, konzentrisch ondulierenden Farbstreifen, Ton in Ton von Gelb über Grün ins Blaue changierend.
Anders herum könnte man auch sagen, der Pilz entfaltet hier seine ganze Schönheit, indem er verfaulendes Holz in kunstvolle Strukturen verwandelt.
Wenn ich es richtig sehe, handelt es sich bei dem Pilz um eine Schmetterlingstramete (Trametes versicolor, auch Coriolus versicolor oder Polyporus versicolor genannt). Sie ist zur Zeit bei uns in den Wäldern (Teutoburger Wald) zu finden.

Physikalische Gedanken zu sonnenbadenden Steinen

Wenn mir jemand sagte, dass im Sand liegende Steine sich ausruhen oder sonnen würden, so fände ich das zumindest ein wenig hergeholt. Wenn man aber einige Steine unterschiedlicher Form und Größe zusammenträgt und in geeigneter Weise zusammenlegt, ist der Gedanke an Ausruhen oder Sonnen nicht mehr von der Hand zu weisen, auch wenn dem Männchen (oder ist es ein Weibchen) schon der kleine Finger der linken Hand abhanden geht. Weiterlesen

Tomatenampel

Gestern entdeckte ich in unserem Garten eine Tomatenampel. Sie funktioniert allerdings umgekehrt wie eine Verkehrsampel. Während diese mit Rot „Halt“ signalisiert, sollte man bei den Tomaten eher vor dem grünen Exemplar halt machen und beim roten zugreifen. Und „Gelb“ bzw. eher „Orange“ funktioniert nur in einer Richtung, es kann nur das „Rot“ ankündigen, nicht das „Grün“.
Arno Schmidt würde hier (mit Recht) fragen:“Na, was geht Dir (denn) durch d’n Täti?“

Das Meer

Grüß‘ mir das Meer,
Silberne Wellen
Rauschen und schwellen,
Schön ist das Meer!

Grüß‘ mir das Meer,
Golden es schäumt‘,
Ob es auch träumet?
Tief ist das Meer.

Grüß‘ mir das Meer,
Glücklich es scheinet
Ströme es weinet,
Groß ist das Meer*


*Friederike Kempner (1836-1901)

Insekten als Pollentransporteure

Wie in einem rosaroten Himmelbett geht die Biene oder welches Insekt sich auch immer hinter dem mit Pollen eingemehlten Outfit verbergen mag, seiner Aufgabe nach. Den Eindruck es mit einem feinen Mehl zu tun zu haben, müssen auch schon die ersten Biologen gehabt haben, die die Pollen benannten. Denn Pollen heißt auf lateinisch sehr feines Mehl, was auf dem Foto auch noch farblich unterstrichen wird. Während jedoch Mehl aus unregelmäßigen Fragmenten besteht, die aus einen Mahlvorgang hervorgehen, haben die Blütenpollen eine oft eindrucksvolle und ästhetisch ansprechende Struktur. Immerhin enthalten sie die männlichen Keimzellen, die dann – in diesem Fall durch Insekten – zu den weiblichen Empfangsorganen gebracht werden, um die Bestäubung und die anschließende Befruchtung zu ermöglichen. Das konnte man zur Zeit der Namensgebung jedoch noch nicht wissen. Mikroskope gibt es erst seit dem 17. Jahrhundert. Weiterlesen

Gefährliche Schräglage

H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 7 (2019), S. 52 – 52

Ein kleiner Irrtum am Anfang
wird am Ende ein großer
Giordano Bruno (1548–1600)

Ist ein Sandhaufen zu steil, rutschen Teile von ihm ab. Doch was passiert mit größeren Objekten auf dem Hang? Ob sie am kritischen Winkel stabil liegen oder ins Gleiten geraten, hängt davon ab, wie stark sie den Untergrund deformieren.

Ein größer werdender Sandhaufen wird ab einer bestimmten Neigung nicht mehr steiler. Vielmehr stellt sich ein charakteristischer Schüttwinkel ein, indem oben aufgetürmter Sand hin und wieder in Lawinen niedergeht (siehe Foto …). Sie flachen den Haufen ab, so dass darauf wieder Sandkörner liegen bleiben können, bis der kritische Winkel erneut überschritten wird. In der nichtlinearen Physik spricht man bei solchen Phänomenen von selbstorganisierter Kritikalität. Weiterlesen

Rätselfoto des Monats Juli 2019

Wie kommt es zu den sechs verschiedenen Schattierungen?


Erklärung des Rätselfotos des Monat Juni 2019

Frage: Wie kommt es zu der Karomusterung der Wasseroberfläche?
Antwort: Die Strukturen setzen sich aus senkrechen und waagerechten Streifen zusammen. Die hellen Streifen, die vom Horizont her in Richtung des Betrachters zeigen, kann man rasch den Lücken in den Baumkronen zuordnen. Zu denken gibt nur, warum sie derart in die Länge gezogen erscheinen. Bewegt man sich zudem am Ufer entlang, so scheinen die Streifen mitzulaufen und bleiben auf den Beobachter gerichtet.
Das erinnert an ein anderes Phänomen, das »Schwert der Sonne« im Meer oder auf überfrorenen Schneeflächen. Dieses Ensemble von Lichtreflexen entsteht an allen passend ausgerichteten Stellen, welche die Strahlen der tief stehenden Sonne ins Auge des Beobachters werfen. Im vorliegenden Fall nehmen die hellen Partien zwischen den dunklen Bäumen die Rolle der Sonne ein. Daher gibt es nicht nur eine Lichtbahn, sondern viele.
Die hellen quer zu den Lichtschwertern verlaufenden Streifen verdanken sich stärkeren Störungen der Wasseroberfläche durch lokal wirkende Windböen, durch die die Lichtschwerter durchbrochen werden. Dass diese Störstellen so schmal aussehen, ist auf die perspektivische Verkürzung zurückzuführen. Auf diese Weise bekommt man insgesamt ein nahezu kariertes Muster zu Gesicht.

Lichtfinger in der Wüste

Es ist kurz vor Sonnenaufgang – die Wolken werden bereits von den frühen Sonnenstrahlen erfasst – und der Leuchtturm schickt unermüdlich seine periodisch kreisenden Lichtfinger über die dunklen Sandwellen. Die Meereswellen bzw. den in ihnen tuckernden Schiffen, denen das Signal gilt, sind von hieraus nicht zu sehen. Es ist eine visuelle Version des Mahners oder einsamen Rufers in der Wüste, der bereits in der Bibel an mehreren Stellen erwähnt wird.

Sternenhimmel am Flugzeugfenster

Endlich mal ein Sternenhimmel, an dem die Sterne ihre zackige Sternform bewahrt haben. Zwar sieht man auch noch schemenhaft die typischen Spuren von Sternen, die auf Langzeitaufnahmen zeigen, dass sie scheinbar um den Polarstern kreisen – doch damit fällt das schöne Bild auseinander. Denn Fixsterne können nicht gleichzeitig auf demselben Foto fix sowohl in der Bedeutung von fest  als auch von schnell bewegt sein. Weiterlesen

Aus Tau geformte Kugellinsen

Dieses Foto ist auf einem Spaziergang am frühen Morgen entstanden, als das Gras noch mit leuchtenden Wassertröpfchen übersät war. Diese sind das Ergebnis von Kondensationsvorgängen in der vergangenen kühlen Nacht, in der sich überschüssiger Wasserdampf in der Atmosphäre besonders an feingliedrigen Gräsern niedergeschlagen hat und nun dem Vernichtungswerk der aufsteigenden Sonne überlassen wird. Keine zwei Stunden später waren kaum noch Tropfen zu finden: Mit zunehmenden Temperaturen verdunstet die prachtvolle Glitzerwelt wieder zu unsichtbarem Wasserdampf. Weiterlesen

Ein grünes Pferd im Zimmer

Zum Glück war es nur ein kleines Pferd mit ganz normaler Farbe… Heupferde sind eben grün und wesentlich kleiner als Pferde, die Heu fressen. Es hatte sich in mein Zimmer verirrt. Nicht nur dass es hier nichts zu suchen hatte, sondern auch weil es hier nichts zu suchen gab, verscheuchte ich es durch die Balkontür. Denn es gibt hier weder Insekten und deren Larven noch Pflanzen, von denen es sich hätte ernähren können – hoffe ich jedenfalls. Das Pferdchen machte einen Riesensprung auf die Brüstung des Balkons und verharrte in nachdenklicher Position (siehe Foto). Jedenfalls sah es für mich so aus. Es ließ sich nicht so leicht aus der Ruhe bringen, jedenfalls störte es sich auch nicht daran, dass ich aus geringer Entfernung fotografierte. Warum ist das Tierchen grün? Man schaue es sich doch nur vor dem Hintergrund des grünen Weins mit den etwas in Gelbliche changierenden Ästen an, dann hat man die Antwort: Das Heupferdchen wäre perfekt getarnt. Dasselbe gilt natürlich auch für Gras und Heu.
Ist es nicht erstaunlich, dass dieses Tier mit den relativ dünnen Beinchen eine derartige Performance auf die Beine stellt? Was macht seine Stärke aus? Das physikalische Zauberwort heißt #Allometrie. Wer mehr darüber wissen will, sei auf einen früheren Beitrag verwiesen (z.B. hier).

Zur Sommensonnenwende 2019

Der Tag ging in einem klaren, stillen und wunderbaren Glanz zu Ende. Das Wasser glitzerte friedvoll; der Himmel, ohne einen Makel, war eine wohltuende Unendlichkeit reinen Lichts; sogar der Dunst der Sümpfe von Essex glich einem Gewebe aus leuchtender Gaze, das von den waldigen Höhen des Binnenlands herabhing und seine durchsichtigen Falten über die flachen Ufer warf. Nur die Düsternis im Westen, die weiter oben über dem Fluss lag, wurde von Minute zu Minute tiefer, als reize sie das Nahen der Sonne.
Und endlich sank die Sonne in einem krummen und nicht wahrnehmbaren Sturz zum Horizont hinunter und war nun nicht mehr gleißend weiß, sondern dumpf und rot und ohne Strahlen und Wärme, als wolle sie gleich verlöschen, tödlich getroffen, weil sie jene Düsternis berührt hatte, die über einer Masse aus Menschen lastete.
Sofort veränderte sich das Wasser, und es wurde weniger klar und leuchtend, dafür umso tiefgründiger. Die breite Mündung des alten Flusses lag, während der Tag verging spiegelglatt da, nach Jahrhunderten treuer Dienste, die er den  Geschlechtern an seinen Ufern geleistet hatte.*


*Joseph Conrad. Herz der Finsternis. München 2004

Christo was here

GespinstmotteIch staunte nicht schlecht, als ich mit einem Freund auf einer inzwischen einige Jahre zurückliegenden Wanderung an der Ems bei Telgte auf eine Gruppe fast vollständig eigekleideter bzw. verpackter Bäume stießen (obere Abbildung). Es drängte sich mir sofort der Gedanke auf, dass hier ein Verpackungskünstler am Werk war. Die Bäume samt ihrer Äste waren derart sorgfältig mit einer dünnen  Folie überzogen, dass ich meinte, einen natürlichen Ursprung ausschließen zu können.  Denn wenn man vor einem solchen Baum steht und das ziemlich reißfeste und elastische Material in die Hand nimmt, wird man eher an Kunststoff als an ein Produkt natürlicher Herkunft erinnert. Und dennoch sind es kleine Tiere, Raupen der Gespinstmotte (Yponomeuta evonymella), die diese „Kunstwerke“ als Gemeinschaftswerk sehr vieler Individuen hervorbringen. Weiterlesen

Ein Baum wie aus einem Traum

Bäume sind nicht nur schön, mächtig, grün und was man sonst noch alles an ihnen gut finden kann. Manchmal sind sie auch skurril. Das habe ich schon mehrfach in meinem Blog dokumentiert (z.B. hier und hier und hier und hier und hier). Aber der Baum auf diesem Foto übertrifft mit seiner Struktur alles, was ich in dieser Hinsicht gesehen habe. Wie diese Verwachsungen entstanden sind, in welcher Reihenfolge sich die einzelnen Stämme vereinigt haben, ist kaum noch zu rekonstruieren. Offenbar hat er auch den Förster so beeindruckt, dass der ihn hat stehenlassen. Denn holzwirtschaftlich dürfte er kaum einen Wert haben. Weiterlesen

Hafenatmosphäre – manches ist geblieben

Das Wasser riecht so angenehm unter den Landungsstegen wie die frische Haut von Fischen. Wenn das Dampfschiff anlegt, erbeben alle Pfosten, und der Landungssteg nimmt seine ganze Kraft zusammen, den Stoß auszuhalten. Die Maschine des Dampfschiffes mit den roten Schaufelrädern kämpft einen hartnäckigen Kampf mit dem in renitenter Kraft verharrenden Landungsstege. Er gibt nicht nach, wehrt sich nur, soweit es unbedingt nötig ist, nach außen hin und erzittert vor innerem Widerstande.

Peter Altenberg (1859 – 1919). Der Landungssteg

Leonardo da Vinci (5) – Der junge Mond hält die ganze Mondscheibe umarmt

Immer wenn ich den aschfahlen Mond am Himmel sehe, denke ich an die Worte Martin Wagenscheins (1896 – 1988), der sich wiederum auf Leonardo da Vinci bezieht: „Leonardo, ein Meister des Sehens und seiner Muttersprache, mit Glanz und Präzision, Kraft und Zartheit. Ich wähle eine Notiz, die er 1508, in seinem sechsundfünfzigsten Jahr, niedergeschrieben hat. Sie führt uns noch einmal zur Mondsichel zurück, und zwar zu ihrem schönsten frühesten Stadium, in welchem sie, noch ganz nah der Sonne, gerade aus der neumondlichen Unsichtbarkeit heraustretend, als ein besonderes Rätsel die Grau schimmernde ganze Mondscheibe umarmt hält. Weiterlesen

Annihilation

In der Physik gibt es ein Phänomen, das man Annihilation nennt. Es besteht darin, dass sich ein Teilchen, z.B. ein Elektron mit seinem Antiteilchen, dem Positron, trifft, das gewissermaßen ein Elektron mit entgegengesetzter Ladung ist. Da sich entgegengesetzte Ladungen aufheben, vernichten sich in diesem Fall die beiden Teilchen. Die Masse der Teilchen kann aber nicht einfach verschwinden und geht daher in ein Energiequant über. Weiterlesen

Zur Alltagskunst

Und es gibt kein naturwissenschaftliches Arbeitsgebiet, von der Medizin bis zur Physik, von der Entomologie bis zur Plasmaforschung, dem nicht neben dem Erkenntnisdrang auch noch ein vages ästhetisches Motiv unterlegt würde. Daß es auf ewig vage bleiben müsse, daß der Untersuchung des sogenannten Schönen im System unserer Natur-Erkenntnis kein Platz zukomme, gehört zu den aprioristischen Annahmen der Wissenschaft. Diese Annahme ist falsch. Das Werk des Weltenbaumeisters – wer immer er auch gewesen sein mag und noch ist, ob ein Gott oder ein vom Nichts ins Nichts führender physikalischer Prozeß – darf in gleicher Weise Gegenstand formaler Betrachtung sein wie ein vom Menschen geschaffenes Kunstwerk. Ein Gebirgszug, der Verlauf einer Küstenlinie, die Gestalt eines Vogels, die Verteilung und Färbung einer Flechte auf einem Felsen sind ebenso das Ergebnis von Form-Prozessen wie die Kathedrale von Chartres oder ein Bild von Cézanne, und diese wie jene lösen die gleichen psychischen wie mythischen Erfahrungen aus*.


*Alfred Andersch. Hohe Breitengrade. Zürich 1984

Ein Hauch wie Klatschmohn

Die Blumen im „hohen Gras, die kaum berührt, schon ihre Blüte verlieren, nachgebend dem leisesten Hauch: wie der Klatschmohn auf langen Stengeln, Gipfel der Zerbrechlichkeit, kleine Pavillons, kurzlebig, vergänglich, für ein Volksfest, einen Dorfschmuck. Doch es ist jedenfalls immer ein Fest, eine Feier, eine Art Zustimmung: niemals Verweigerung, niemals Weinen“*.

Die Kurzlebigkeit und Vergänglichkeit der Blüten des Klatschmohns wird durch die Unermüdlichkeit der Pflanze aufgehoben immer wieder neue Blüten nachzuliefern bis spät in den Herbst. Beeindruckend ist nicht nur das charakteristische Rot der Blütenblätter, sondern auch der Eindruck, dass sie aus sich heraus leuchten würden. Die Ursache dafür ist in der Eigenschaft der dünnen Blätter zu sehen, das aus dem Spektrum des Sonnenlichts „gefilterte“ rote Licht nicht nur  auf der der Sonne zugewandten Seite auszusenden, sondern es auch passieren zu lassen.
Die erstaunliche Stabilität der hauchfeinen Blütenblätter verdankt sich hauptsächlich dem Druck in den feinen Zellen, der durch die physiologischen Vorgänge in der Pflanze aufrechterhalten wird. Viel Materie ist nicht dran an einem solchen Blütenblatt. Zerdrückt man es zwischen den Fingern, so bleiben ein wenig rote Flüssigkeit und ein wenig Biomasse. Die entfalteten Blätter sind also viel mehr als die Summe ihrer materiellen Bestandteile, sie sind nur Mittel zum Zweck. Und was ist der Zweck?
Zu weiteren Aspekten dieser beeindruckenden Blume habe ich mich schon früher geäußert, zum Beispiel: hier und hier und hier und hier und hier und hier.

Ab heute bin ich eine gute Woche offline und kann daher auf evtl. Kommentare erst später antworten und auch mir liebgewonnene Seiten erst danach besuchen. Für einige Beiträge habe ich aber trotzdem vorgesorgt.


*aus: Philippe Jaccottet Sonnenflecken Schattenflecken. Gerettete Aufzeichnungen 1952-2005

 

 

 

Abstrakte Kunst auf dem Teich

Was hier wie ein modernes Kunstwerk daher kommt, ist eine ganz natürliche Situation. Sie zeigt die spiegelnde Reflexion eines aus quadratischen Elementen bestehenden Zauns, die sich wie Millimeterpapier auf das leicht gewellte Wasser eines Teichs legen. Die Wellen selbst sind als solche kaum zu erkennen; sie ergeben sich indirekt aus den deformierten Spiegelungen im Vergleich zum ungestörten Muster des Zauns. Weiterlesen

Explosionsspuren im Gartenteich

H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 6 (2019) S. 58 – 59

Was ist aber aus der Blase indessen geworden?
Sie ist ja zerplatzt ins Nichts,
wo ist nun noch eine Spur der Majestät,
mit der sie umkleidet war?
Bettina von Arnim (1785–1859)

 

Luftblasen, die auf der Wasseroberfläche schwimmen, platzen irgendwann – und lösen mehrere physikalische Prozesse aus. Dabei ist die treibende Kraft die Oberflächenspannung des Wassers. Weiterlesen

Ein Ausweg der zur Rundreise wird

Ich habe lange keine Blindschleichen gesehen. Auf unserer gestrigen Wanderung auf dem Hermannsweg begegneten und gleich zwei. Da fiele mir ein altes Lied aus Kindheitstagen ein, das ich merkwürdigerweise noch vollständig erinnerte. Auch das Liederbuch* war – ziemlich zerflettert – noch aufzufinden – ebenfalls sehr merkwürdig. Als ich das Lied aufsagte, fand mein mitwandernder Freund das so lustig, dass er meinte ich müsste es in meinem Blog bringen. Hier ist sowohl eine der blinden Schleichen als auch ein Foto, das bei der gestrigen Gelegenheit entstand:

Ein Storch spazierte einst am Teiche
Da fand er eine blinde Schleiche
Er sprach: „Das ist ja wunderbar“
Und fraß sie auf mit Haut und Haar.

Die Schleiche lag in seinem Magen
Das konnten beide nicht vertragen
Da sprach die blinde Schleich: „O Graus!“
Und ging zur Hintertür hinaus.

Der Storch sah solches mit Verdruß.
Daß so was ihm begegnen muß!
Drum fraß er ohne lange Wahl
Den schleichen Wurm zum zweitenmal.

Drauf stemmt er lächelnd mit Verstand
Die Hintertüre an die Wand
Und sprach nach innen zu der Schleich:
„Na bitte, wenn du kannst, entweich.

Da tät mit List die schlaue Schleichen
Zur Vordertür hinaus entweichen;
Doch fraß der Storch ohn lange Wahl
Voll Wut sie nun zum drittenmal.

Und bracht in sinniger Erfingung
Die beiden Türen in Verbindung.
Und sprach zum schleichen Wurm hinein:
„Nun richt dich auf ’ne Rundreis ein!“


* Unser Lied. Assmannshausen o. J.

Rätselfoto des Monats Juni 2019

wasserwellenschwerter_p1030Wie kommt es zu der Karomusterung der Wasseroberfläche?


Erklärung des Rätselfotos des Monats Mai

Frage: Warum dominiert die Kreisförmigkeit?
Antwort: Die Blasen wurden auf der Wasseroberfläche in einer Regentonne beobachtet. Nachdem es aufgehört hatte zu regnen, tröpfelte das restliche Wasser noch eine ganze Zeit lang in die Tonne. Fast jeder Tropfen erzeugte dabei eine Blase. (Wie das möglich ist, kann man in einem früheren Beitrag nachlesen.) Es erscheint uns selbstverständlich, dass Blasen dazu tendieren, Kugelform bzw. auf dem Wasser das Zweitbeste, nämlich nahezu Halbkugelform anzunehmen.
Als Kugel nimmt die Seifenhaut die kleinste Fläche ein, um das gegebene Luftvolumen zu umschließen. Da zur Ausbildung der Seifenoberfläche Oberflächenenergie nötig ist, wird durch die kleinste Oberfläche die Oberflächenenergie minimiert. Dahinter steckt das Prinzip der Natur, unter den gegebenen Umständen so viel Energie wie möglich an die Umgebung abzugeben (2. Hauptsatz der Thermodynamik).
Wenn sich zwei Blasen zusammentun, ist die Vergrößerung der Oberfläche und damit der nötigen Grenzflächenenergie kleiner als die Summe der Vergrößerungen durch die einzelnen Blasen. Daher ziehen sich die Blasen an und bilden einen Blasenteppich anstatt einzeln auf der Wasseroberfläche zu driften. Die Anordnung in diesem Teppich ist der Tendenz nach hexagonal, weil dadurch ebenfalls eine Minimierung der eingenommenen Oberfläche erreicht werden kann. Und wenn die Umstände es erlauben, strebt auch noch der gesamte Blasenteppich zur Kreisform, weil auf diese Weise die Grenze zwischen Blasen und freier Oberfläche und damit abermals der Oberflächenenergie minimiert werden kann. Das ist im vorliegenden Beispiel nahezu realisiert.
Die Minimierung der Randlänge zwischen freier Wasseroberfläche und Blasenteppich findet man auch noch in der Lochform wieder, die durch die fallenden Tropfen gebildet wird.
Reine Wasserblasen sind sehr kurzlebig. Die Langlebigkeit der hier vorgefundenen Blasen ist der Verunreinigung des Wassers mit Pflanzenresten zuzuschreiben, die eine ähnliche Wirkung auf die Oberflächenspannung und damit auf die Lebensdauer der Blasen hat wie die Tenside bei Seifenblasen.

 

 

Himmelfahrt und Weltuntergang

Wenn ich „Dreizigster Mai“ höre, geht mir oft ein alter Schlager aus frühen Kindheitstagen durch den Sinn. Er hat mir damals trotz der ohrwurmartigen Melodie Angst bereitet, auch wenn – wie es im Schlager beruhigend heißt – „keiner weiß, in welchem Jahr“ es soweit ist.
Daher ist es „wunderbar“, wenn – wie  heute – Himmelfahrt auf den 30. Mai fällt. Käme es zum Weltuntergang, wäre automatisch für die Möglichkeit einer Mitfahrgelegenheit gesorgt (siehe Foto).

Um das Physikalische auch in diesem Beitrag nicht zu unterschlagen: Das Foto wurde mit einer langen Belichtungszeit gemacht. Indem ich das Motiv fixierte, drückte ich auf den Auslöser und zog den Fotoapparat nach unten weg. Während der Bewegung innerhalb der Belichtungszeit wird das vom Motiv ausgehende Licht kontinuierlich über den Aufnahmechip verschoben. Offenbar geht nur von der Kerze so viel Licht aus, dass es eine sichtbare Spur hinterlässt, während das von den dunklen Bereiche ausgehende Licht dafür zu schwach ist.

Schatten mit Wasser auslöschen

Auf dem Foto sieht man einen normalen Schatten bei bereits tief stehender Sonne. Merkwürdigerweise wird er durch eine Wasserfläche weitgehend ausgelöscht. Wie kommt es dazu?
Die Wasserfläche erscheint heller als die Umgebung. Sie glänzt außerdem in der Farbe des Himmels blau. Mit anderen Worten, die Wasserfläche wird durch das Streulicht des Himmels beleuchtet, das natürlich auch dahin kommt, wo das Sonnenlicht ausgeblendet wird, in den Schatten der Person. Nun könnte man gegen dieses Argument einwenden, dass nicht nur die Wasserfläche vom Himmel beleuchtet wird, sondern auch das übrige Gebiet insbesondere nicht benetzte Schatten. Während das Himmelslicht jedoch auf dem rauen Asphaltboden zum einen stark absorbiert und zum anderen diffus reflektiert wird und daher nur wenig davon ins Auge des Betrachters gelangt, kommt es auf der Wasseroberfläche zu einer spiegelnden Reflexion des Himmelslichts in voller Intensität und Farbe: Das aus einer bestimmten Richtung einfallende Licht wird nach dem Reflexionsgesetz im Bereich des Wassers vollständig in die Augen reflektiert. Im sonnenbeschienenen trockenen Bereich dominiert natürlich die diffuse Reflexion des wesentlich intensiveren Sonnenlichts.
Interessanterweise erscheint die durch die spiegelnde Reflexion des Himmelslichts bedingte Aufhellung nahezu unabhängig von der Richtung zu sein. Das liegt daran, dass der Himmel als Lichtquelle aus nahezu allen Richtungen strahlt und eine Änderung des Beobachterstandpunkts nur zur Folge hätte, dass das Licht aus einer entsprechend anderen Region des Himmels ins Auge gelangte.
Wenn die Lichtquelle auf einen kleinen Bereich beschränkt wäre, wie etwa das Licht der Sonne, würde man feststellen, dass die Aufhellung nur in einem ganz bestimmten Winkelbereich erfolgte.
Das ließ sich in dieser Situation leicht überprüfen, indem ich mich so positionierte, dass die Stelle des Himmels reflektiert wurde, an der die Sonne stand. Folglich wurde nunmehr das Sonnenlicht spiegelnd ins Auge reflektiert (siehe untere Abbildung) und ließ weger ihrer wesentlich größeren Intensität die Wasserfläche geradezu aufflammen und, sodass ich geblendet mich sofort abwenden musste.
Außerdem ist deutlich zu erkennen, dass in diesem Fall der Schatten nicht ausgelöscht wird. Denn im Schatten kann das Sonnenlicht wegen seiner lokalen Begrenzung (siehe oben) gewissermaßen definitionsgemäß nicht reflektiert werden. Doch (mindestens) eine Frage bleibt: Müsste nicht eine Aufhellung der Beinschatten in der Pfütze durch das Himmelslicht zu beobachten sein. Theoretisch ja, im Vergleich mit der Intensität des reflektierten Sonnenlichts ist die Intensität des reflektierten Himmelslichts jedoch so gering, dass man auf ein und demselben Foto davon so gut wie nichts sehen kann.
Und noch etwas ist interessant. Dass es überhaupt zu spiegelenden Reflexionen im Bereich des nassen Asphalts kommt, liegt daran, dass das Wasser die unregelmäßigen Lücken im rauen Asphalt schließt und daraus eine glatte Fläche macht.

Lesen im Park

Ein kleiner Park mit Bänken. Vom Flanieren müde, nehme ich Platz, um mich ein wenig auszuruhen. Auf den anderen Bänken sitzen bereits Leute. Was mich wundert, fast alle lesen. Nicht irgend eine Zeitschrift, sondern ein Buch. Erstaunlich! Als ich später den Park verlasse, entdecke ich diesen Bücherschrank, gut bestückt. Eine gute Idee, die Schule machen sollte.

Zur Relativierung meiner Leseleidenschaft möchte ich an dieser Stelle den ersten deutschen Experimentalphysiker und Aufklärer Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799) mit einigen Aussagen zu Wort kommen lassen: Weiterlesen

Tropfen und Pixel

Tropfen und Pixel habe ich dieses „Kunstwerk“ genannt. Es ist insofern künstlich, als es ein Phänomen auf einem technischen Gerät darstellt. Man sieht hier einen Ausschnitt aus einem Smartphone-Display. Ich hatte dieses mit einem feuchten Finger berührt und wurde durch ein Glitzern auf die hinterlassene Struktur aufmerksam. Von Nahem zeigte sich dann das, was auf dem Foto zu sehen ist.  Die vom Finger auf das Display flächenhaft übertragene Feuchtigkeit hatte sich zu winzigen Tröpfchen umgeformt. Offenbar konnte auf diese Weise Grenzflächenenergie des Wassers mit dem Glas des Displays einerseits und der Luft andererseits eingespart und an die Umgebung abgegeben werden. Denn die Natur strebt dazu unter den gegebenen Umständen immer so viel Energie wie möglich zu entwerten.
Die Farben kommen dadurch zustande, dass das Display ein Gitter enthält, an dem das einfallende Licht der Umgebung auf vielfältige Weise gebeugt und dadurch in Spektralfarben zerlegt wird.
Das kleine Phänomen zeigt einmal mehr, dass sich vieles unterhalb der normalen Wahrnehmungsschwelle abspielt, das uns normalerweise entgeht.

Alltägliche Spiegelwelt…

Dieses Foto ist nicht manipuliert. Ich habe das Motiv so gesehen und das Foto gibt die Situation erstaunlich realistisch wieder, obwohl der Anblick ziemlich irreal erscheint. Jedenfalls ist es gar nicht so leicht, die Konstellation der gespiegelten und realen Aspekte trennscharf auseinander zu halten. Dabei habe ich nichts weiter getan, als die große Glasfront eines Gebäudes zu fotografieren. Weiterlesen

Die Jahresringe spinnen

Das auf dem Foto dargestellte Motiv wurde zum Phänomen, als ich in der durch die Jahresringe hervorgerufenen Struktur eines Zaunpfahls eine Spinne und wahlweise ein originelles Spinnennetz zu sehen vermeinte. Diese Pareidolie drängte sich trotz der enormen Größendifferenz zwischen Holz und Spinne geradezu auf, obwohl ich bei etwas kritischer Betrachtung zugeben muss, dass diese Mustererkennung doch arg an der Realität vorbeigeht. Weiterlesen

Fundstück – Brechendes Glas

Bei der Vorbereitung einer Feier standen einige Weingläser in der dunklen Nische einer Anrichte. Kurz bevor sich sie zu den übrigen bringen wollte, mutierten sie plötzlich zu etwas ganz Anderem und versetzten mich aus der geschäftigen Alltagstätigkeit in einen eher kontemplativen Modus: Die Gläser lösten sich unter „Ausnutzung“ der physikalischen Gesetze von geradliniger Lichtausbreitung, Brechung und Reflexion aus dem vertrauten Bereich von bloßen Gebrauchsgegenständen und wechselten ins Phänomenale: In der fast bis zum visuellen Verschwinden gesteigerten Dunkelheit der Umgebung nehmen sie sich unter virtuoser Umgestaltung von Licht aus fernen Quellen in einer Art Gestaltswitch wie bewusst gestaltete Kunstwerke aus.
Glas ist eine brüchige Substanz. Wenn es nicht selbst zerbricht (und Glück bringt) bricht es zumindest das Licht (und bringt künstlerischen Genuss).

Mehrfachabbildungen eines Falters

Dieses Foto bekam ich von Claudia Hinz geschickt. Es scheint auf den ersten Blick so etwas wie ein mehrfacher Schatten eines Falters zu sein, der auf nicht unmittelbar zu erkennende Flächen geworfen wird. Um damit etwas anfangen zu können, ist die Information wichtig, dass der Falter auf der Außenseite einer Doppelglasscheibe eines Flughafengebäudes fotografiert wurde. Weiterlesen

Photoarchiv

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