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Physik im Alltag und Naturphänomene

Diese Kategorie enthält 456 Beiträge

Ein Algenteppich als Kunstwerk

algen_dsc05594a_rvAlgenteppiche werden in den meisten Fällen als Problem und als Plage angesehen, egal ob sie toxisch sind oder nicht. Man kann aber machen Hervorbringungen dieser Organismen einen gewissen ästhetischen Reiz kaum absprechen.
Der im Foto abgebildete Algenteppich (Ausschnitt) auf einem Gewässer im Münsteraner Schlossgarten existierte nur eine kurze Zeit und zeigte währenddessen immer wieder neue Muster. Weiterlesen

Fata Morgana – real wie eine Luftspiegelung

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaften im Unterricht Physik 159/160 (2017) S. 74 – 75

In der Hitze flimmerte die Luft über dem graublauen Asphalt, in genügend großer Entfernung wurde das Band zu einem Spiegel, die Materie verflüssigte sich zu einem See, in dem sich die Karosserien und Bäume spiegelten. Er schob dieses Feld, wo Urbild und Abbild auseinanderflossen, vor sich her, und ihm war, als sei die schimmernde Fläche mit der Mitte seines Körpers verbunden“ (Bornholm, Nicolaus. America oder Der Frühling der Dinge Frankfurt 1980). Weiterlesen

Wie Sand am Strand

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaften im Unterricht Physik 159/160 (2017) S. 56 – 57

Trockener Sand rinnt wie eine Flüssigkeit durch die Finger. Vom Wind verweht, bildet es jedoch teilweise sehr komplexe wellenartige Muster aus, die sich als Sandrippel und Sanddünen fortbewegen. Am Strand sinkt man tief in den trockenen Sand ein. Es ist anstrengend darüber zu laufen. Lässt man den Sand in Gefäße fließen, so nimmt er nahezu wie eine Flüssigkeit die Gefäßform an. Weiterlesen

Sich ein Bild von der Natur machen – Fotografierte Natur- und Alltagsphänomene

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaft im Unterricht Physik 159/160 (2017) S. 58 – 62

Einführung: Wenn man im Rahmen der Physik von Phänomenen im Allgemeinen und Natur- und Alltagsphänomenen im Besonderen spricht, so sind damit nicht einfach nur neutrale Beobachtungsinhalte gemeint. Vielmehr  stellen sie immer schon gewisse Zusammenhänge von Tatsachen dar. Sie entstehen überhaupt erst dadurch, dass man sich auf bestimmte, auffällige physikalische Merkmale von beobachteten Vorgängen im Alltag der natürlichen und wissenschaftlich-technischen Welt konzentriert. Sieht man einmal von jenen spektakulären Großereignissen wie Regenbogen, Mondfinsternis u.Ä. ab, so muss man also schon ein gewisses Vorverständnis mitbringen, um Naturphänomene überhaupt als solche wahrzunehmen. Weiterlesen

Schneeflocken – geheimnisvolle Schönheiten des Winters

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaften im Unterricht Physik 159/160 (2017) S. 36 – 37

Wie man bereits aus einem alten Kinderlied weiß, kommen die Schneeflocken aus den Wolken und haben einen langen Weg hinter sich. Ihre Entstehungs- bzw. Lebensspanne ist im Wesentlichen auf diesen Fall aus den Wolken beschränkt. Wer sie mit der behandschuhten Hand auffängt, kann dabei die Entdeckung machen, dass keine Flocke der anderen gleicht. Aber in ihrer Vielfalt haben alle Flocken eines gemeinsam: eine sechseckige Grundstruktur. Sehr selten findet man 3- oder 12-zählige Kristalle; aber niemals 4- oder 8-zählige. Weiterlesen

Lichtschwerter – auf dem Wasser und anderswo

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaften  im Unterricht 159/160 (2017) S. 14 – 15

„Der Reflex auf dem Meer entsteht, wenn die Sonne sich neigt: Vom Horizont her schiebt sich ein blendender Fleck zum Ufer, ein Streifen aus tanzenden Glitzerpunkten; dazwischen verdunkelt das Mattblau des Meeres sein Netz…, und der Sonnenreflex auf dem Meer wird ein schimmerndes Schwert, das sich vom Horizont heran bis zu ihm erstreckt…Während die Sonne tiefer sinkt, färbt der Reflex sich von schimmerndem Weiß zu kupfergoldenem Rot. Und wohin Herr Palomar sich auch wendet, stets ist er selber die Spitze des schlanken Dreiecks. Das Schwert folgt ihm und deutet auf ihn wie ein Uhrzeiger mit der Sonne als Zapfen“ (Calvino, Italo. Herr Palomar. München 1988, S. 18). Weiterlesen

Sonnenschein im Schneckenschleim

sonnenreflexe_in_schleimspu„So malt die Sonne ihr Bild auf alle Wesen, groß im Weltmeere, bunt in Tautropfen, klein auf die Menschen-Netzhaut, als Nebensonne in die Wolke, rot auf den Apfel, silbern auf den Strom, siebenfarbig in den fallenden Regen und schimmernd über den ganzen Mond und über ihre Welten“, sagt Jean Paul in seinem Hesperus. Er hätte noch die schönen Sonnenbildchen auf der gespannten Folie aus getrocknetem Schneckenschlein hinzufügen können, die eine Schnecke verschwenderisch über alle Unwegsamkeiten des pflanzlichen Bewuchses hinweg gespannt und anschließend sich selbst überlassen hat. Weiterlesen

Anamorphosen liegen auf der Straße

Anamorphosen sind in der Kunstgeschichte verzerrte Darstellungen von Gegenständen, um sie zu verstecken und damit nur demjenigen zugänglich zu machen, der den „Schlüssel“ kennt und sie zu entzerren vermag. Berühmt geworden ist u.a. die Anamorphose eines Totenschädels, den Hans Holbein (1497 – 1543) auf seinem Gemälde „Die Gesandten“ (im Original zu bestaunen in der National Gallery in London oder in einer Reproduktion im Internet) „versteckt“ hat. Weiterlesen

Umkränztes Lichtkreuz im Quadrat

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 8 (2017), S. 64 – 65

Noch viel wunderbarer als der einfache Spiegel
ist der durchsichtige Spiegel, zum Beispiel ein Fenster,
das auf eine Landschaft hinausgeht

Christian Morgenstern (1871–1914) Weiterlesen

Rätselfoto des Monats August 2017

hoehenlinien_im_sand__4_17_rWie könnte dieses Muster in einer Dünenlandschaft entstanden sein?

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Katastrophales Rauschen im Walde

Nach mehreren Tagen mit Dauerregen nutzte ich die erste Gelegenheit, in der der Wasserstrom von oben als feines Nieseln seinem Ende entgegen zu gehen scheint, um eine kleine Wanderung zu unternehmen. Als ich den Wald betrete, fühle ich mich unter dem Blätterdach zunächst ziemlich geschützt, weil die Bäume den Nieselregen weitgehend auffangen. Doch plötzlich setzt ein anschwellendes Rauschen ein, das sich zunächst nur akustisch äußert und an eine Windböe erinnert, dann aber zu einem wahren Sturzbach eskaliert, der mit einem Wolkenbruch mithalten könnte. Es hört allerdings genauso plötzlich wieder auf und lässt mich wie einen begossenen Pudel zurück. Weiterlesen

Entlarvendes Spiegelbild

Spiegelbildentlarvung_rvWer denkt, er könne die Brücke im Schutz der Bäume unerkannt überqueren, der irrt sich. Das Spiegelbild im Wasser erlaubt es einem, gewissermaßen unter die Bäume hindurch zu blicken.
Die Fahrzeuge reflektieren das Licht diffus in alle Richtungen. Normalerweise erreicht uns nur das Licht, das auf direktem Wege zu unseren Augen gesandt wird, was in diesem Fall durch das dazwischen liegende Blätterwerk weitgehend verhindert wird. Weiterlesen

Lavendel im Regen

Sie sind kaum wiederzuerkennen, die Lavendelblüten. Sie wirken etwas unnatürlich großzügig gerundet, aber auch ungewöhnlich kräftig in der Farbe. Regentropfen haben die feinen Zwischenräume überbrückt und leuchten nun ihrerseits wie kleine Lampen im typischen Blau-violett des Lavendel. Die Farbe wirkt kräftiger und gesättigter als im Normalfall. Weiterlesen

Ungewöhnliche Schriftverdopplung durch Schattenwurf

Der Schatten scheint die Schrift zu wiederholen, ohne dass dabei die gewohnte Vertauschung der Orientierung der Buchstaben erfolgt. Das fällt uns auf, weil wir daran nicht gewöhnt sind. In südlichen Ländern zumal im Hochsommer kann aber die Sonne so steil von oben scheinen, dass die Projektion der erhabenen Buchstaben von oben auf die Wand darunter zu einer Art (unvollkommener) Verdopplung des Schriftbildes führt. Lisa Stinken, die mir dieses Foto schickte (danke, liebe Lisa!), berichtet, dass dieser Anblick auch nur um die Mittagszeit herum zu sehen war. Es zeigt sich, dass diese ungewohnte Art der Projektion für manche Buchstaben besser und für andere schlechter gelingt.

Sonnenlicht durchstrahlt den Morgennebel

wasserziehen_dscf5422_rvVor ein paar Stunden war es in dieser feuchten Niederung noch sehr nebelig. In dem Maße, wie die Sonne die Luft erwärmt, löst sich der Nebel auf. Die Luft wird langsam klar. Allerdings hauchen die  Lichtbündel, die durch die Lücken in den Bäumen aus dem Sonnenschein herausgeschnittenen werden, dem restlichen Nebel neues Leben ein. Denn dort wird das intensive Sonnenlicht an den verbleibenden kleinen Wassertröpfchen gestreut und zwar aufgrund ihrer Größe vor allem in Vorwärtsrichtung. Weiterlesen

Der Silberblick des Mondes und die Zentralperspektive

Panoramaaufnahme Mond – Sonne, bei der die Drehachse senkrecht auf der Ebene Mond-Sonne_Kamera stand (Foto: Udo Backhaus)

Backhaus, Udo; Schlichting, H. Joachim. In: MNU Journal 4 (2017) S. 221 – 226

Auch wenn aus optischen Gründen klar ist, dass die beleuchtete Mondseite direkt der Sonne zugewandt ist, gibt es Situationen, in denen es einem Beobachter so scheint, als „schiele“ der Mond an der Sonne vorbei.
Es werden die geometrischen und physikalischen Hintergründe dieses Phänomens beschrieben, das vor einiger Zeit wieder kontrovers diskutiert worden ist. Außerdem werden die Bedingungen genannt, unter denen es wahrzunehmen ist, und Verbindungen zu anderen optischen Phänomenen aus Lebenswelt und Astronomie aufgezeigt. Dabei ergeben sich Vorschläge für Beobachtungen und Foto- bzw. Filmaufnahmen.

Siehe auch: Schielt der Mond?

Klapperstörche am Dümmer


Es gibt sie noch, die Störche. Auf unserer Umwanderung des Dümmers, eines flachen Sees im flachländlicher Norden Deutschlands, erleben wir sie nach Jahren zum ersten Mal wieder in freier Natur. Sowohl auf der Suche nach Nahrung (im angrenzenden renaturierten Ochsenmoor) als auch auf dem Nest, das sich auf einem von Menschenhand angefertigten hohen Pfahl mit einer radartigen Plattform befindet. Was in meiner Kindheit fast zum Alltäglichen gehörte, Störche in freier Natur, ist mittlerweile zu einer Seltenheit geworden. Weiterlesen

Seelandschaft ohne Pocahontas

Endlich haben wir es geschafft, Arno Schmidts (1914 – 1979) Seelandschaft um den Dümmer zu erwandern. Um es vorweg zu sagen, Pocahontas* haben wir nicht getroffen. Dafür aber jede Menge elektromotorisierter Radfahrerinnen und Radfahrer, die für ihr Alter ziemlich fix den See auf dem Deichweg umrundeten, uns immer wieder auf den Grünstreifen zwangen und dadurch ein Stück weit von der Naturbetrachtung und Unterhaltungen abhielten. Dennoch waren die Eindrücke des Sees stärker und ich konnte die folgende Äußerung Schmidts gut nachvollziehen: Weiterlesen

Guttation – ein Notfallprogramm der Pflanzen

Guttation_rvIm Frühtau findet man die Blätter von Pflanzen häufig mit winzigen Tröpfchen besetzt: Tautropfen. Sie entstehen dadurch, dass durch die Abkühlung in der Nacht der Taupunkt unterschritten wird: Weil die maximale Feuchtigkeit mit der Temperatur abnimmt, wird sie kleiner als die absolute Feuchtigkeit, sodass der überschüssige Wasserdampf zu kleinen Tröpfchen kondensiert. Weiterlesen

Wenn Schnürsenkel versagen

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 7 (2017), S. 70 – 71

Das Sein ist eine aus lauter Knoten
bestehende Linie

Friedrich Hebbel (1813–1863)

Egal, wie fest man die Schleife bindet, irgendwann öffnet sich beim Laufen jeder Knoten. Das geschieht meist innerhalb weniger Schritte, wenn sich unscheinbar kleine Effekte plötzlich katastrophal aufschaukeln. Weiterlesen

Klatschmohn, Kornblume und Kamille – Unkräuter der Lebensfreude

Was berührt uns, wenn wir diese Komposition aus Wildblumen und Getreide wahrnehmen? Man weiß, dass Farben in bestimmter Zusammensetzung und Anordnung nicht ohne Wirkung auf unser Gemüt sind. Besonders die Kombination der Farben rot, weiß und blau fällt dabei immer wieder auf. In dieser Zusammensetzung trifft man besonders oft die weiße Kamille, die blaue Kornblume und den roten Klatschmohn, der Blume des Jahres 2017, meist vor dem Hintergrund eines grünen oder bereits gelben Kornfeldes. In einer wissenschaftlichen Arbeit mit dem Titel „Blau & rot & weiß blühende Unkrautarten: Symbolik für Natürlichkeit und Kraft der Natur in Kunst und Kultur, Alltag und Werbung“ von Thomas Eggers findet man einige  Antworten auf diese Frage. In der Zusammenfassung heißt es dort:

In Blau, der Farbe der Ruhe und Zufriedenheit, zusammen mit dem kraftvollen Rot der Lebensfreude und Weiß als Farbe der Unschuld und Sauberkeit muss ein reizvoller Beweggrund, eine hohe Attraktivität liegen, so dass diese Farbenkombination in vielen Lebensbereichen gewählt wird, Harmonie und Verlässlichkeit ausstrahlend. Der starke Dualismus Rot gegen Weiß wird durch das Blau gemildert.
Mit der Farbenkombination der blauen Blüten von Centaurea cyanus, der roten Blüten von Papaver rhoeas oder P. dubium und der weißen Blüten von Matricaria recutita bzw. Tripleuro spermum inodorum wird dieses 3-Klang-Thema vielfältig aufgegriffen, in Büchern, nicht nur naturkundlichen, auf Gemälden, im Kunstgewerbe, auch auf Gebrauchsgegenständen und in der Werbung auf Verpackungen von Lebensmitteln, hier vermutlich oft unterschwellig zum Kauf anreizend wirksam.

Glänzender Schmutz

Sediment_WasserpfützeDer Schmutz ist glänzend,
wenn die Sonne scheinen mag.

Johann Wolfgang von Goethe

Wenn eine Wasserpfütze durch Verdunstung und Versickern trockenfällt, hat sich auf dem freiwerdenden Boden einiges getan. Die im Wasser suspendierten Schmutzteilchen und Sandkörner haben sich gesetzt und zwar in einer an einen Siebevorgang erinnernden Weise. Zuerst sedimentiern die gröberen und schwereren Teilchen, dann die mittelgroßen und schließlich die kleinen, ganz feinen – in nahezu kontinuierlicher Abfolge. Das hat zur Folge, dass der oberste Belag des Boden aus feinsten Teilchen besteht, die die Oberfläche nahezu wie ein Lack versiegeln. Die Schicht ist so glatt, dass sie auch im bereits wasserfreien Zustand auf Hochglanz poliert erscheint. Erst wenn diese Schicht völlig ausgetrocknet ist, entsteht eine matte und hellere Färbung.
Auf dem Foto haben auf der noch nicht ganz verfestigten Oberfläche einige Käfer und andere Insekten ihre Spuren hinterlassen, die für einen diesbezüglichen Spurensucher einige Informationen über die Tierchen und ihr Verhalten bieten.

Wenn Bäume sich zu nahe kommen…

Zusammenwachsende Bäume haben es mir in der letzten Zeit angetan. Ich habe kürzlich dazu ein Bild gezeigt, bei dem ein Baum wie das Rohr eines alten Ofens in die Wand in einen anderen Baum einmündete. In der Absicht, mir diesen Doppelbaum noch einmal genauer anzusehen, versuchte ich ihn wiederzufinden. Aber das Sprichwort, dass man den Wald vor lauter Bäumen nicht sieht, traf in der Variante zu, dass ich vor lauter anderen Bäumen diesen einen nicht wiederfand. Aber die Suche hat sich dennoch gelohnt. Denn wie ein Wunder traf ich einen anderen Baum an, in dem eine Vorstufe der gezeigten Vereinigung zu sehen ist. Weiterlesen

Farbenspiele bei der Sonnenwende

Farbspiele_der_Sonne_rvSonnenwende

Nun die Sonne soll voll enden
Ihre längste, schönste Bahn,
Wie sie zögert, sich zu wenden
Nach dem stillen Ozean! Weiterlesen

Lichtkreuze im Rechteck

Lichtkreuze sind normalerweise von einem Lichtkreis umgeben. Darüber ist in diesem Blog an mehreren Stellen berichtet worden (z.B. hier und hier ). In den letzten Jahren leuchten mir aber mit zunehmender Häufigkeit auch Lichtkreuze entgegen, die in einem allenfalls leicht abgerundeten Rechteck erscheinen. Das bedeutet, dass die konvexe Scheibe fehlt bzw. ihrem „Dienst“ nur unvollkommen nachkommt. Weiterlesen

Zur schlingenden Umarmung von Natur und Technik

Auf der Suche nach festem Halt, treibt die Gurkenpflanze Triebe in den freien Raum und „tastet“ ihn mit auffälligen Suchbewegungen nach geeigneten Gegenständen ab. Meist findet sie etwas und sobald der Kontakt hergestellt ist, windet sich der Trieb um den Gegenstand und zurrt ihn fest. Damit hat die Gurke eine weitere stabile Stütze geschaffen, die schließlich schwere Früchte tragen können muss. Weiterlesen

Grenzen – immer nur tangieren nicht überschreiten

LichtränderDer Schatten, den wir manchmal bemerken, isolieren und als Schatten untersuchen, ist zumeist ein Schlagschatten. Daß unser Geist den Schlagschatten bevorzugt, hat offensichtlich verschiedene Ursachen. Der Schlagschatten bewegt sich oft schnell auf seinem Grund und fällt dadurch auf.

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„Die Welt muss romantisiert werden“

sonnenstrahlen_img_0927Die graue Wolke steigt im Sonnenschein
So hellbesegelt wie ein Schiff im Blau,
Der trübe Dunst wird Licht im Sonnen Auge:
Der Sonne Malerblick weiß alles zu verschmelzen,
Aus Meer und Wolken zieht sie helle Strahlen,
In träger Nacht die Geisterwelt zu malen;
Ganz unbemerkt entfaltet sich das Schöne,
Unendlich ward ein Frühling allen Sinnen. Weiterlesen

Ein Leben auf dem Wasser

vorsichtige_-annaeherung-jpgEigentlich wollte ich die Seerosen im Teich fotografieren. Aber dann wird meine Aufmerksamkeit auf ein veritables Geplänkel en miniature gelenkt. Zwei winzige Wasserläufer umschwänzeln einander wie im richtigen Leben. Meiner Einschätzung nach müsste es sich den Vorurteilen entsprechend bei dem kleineren Exemplar um das Weibchen handeln, denn es weicht immer mal wieder ein Stück zurück, wenn er zu aufdringlich wird, entfernt sich aber auch nicht zu weit und wartet offenbar, bis er wieder herankommt.  Inzwischen berühren sie sich bereits mit den Beinchen. Weiterlesen

Die erste Fahrradtour der Welt…

… unternahm Karl von Drais heute vor genau 200 Jahren. Mit seiner hölzernen, zweirädrigen Laufmaschine fuhr er von Mannheim zum Schwetzinger Relaishaus und zurück. Diese Strecke von ca. 15 Kilometern legte er in einer Stunde zurück und war damit schneller als die Postkutsche. Wer sich heute die Laufmaschine ansieht, ist mit dem Wissen um die weitere Entwicklung des Fahrrads vielleicht weniger beeindruckt als es die Erfindung wirklich verdient. Weiterlesen

Die Wahrheit liegt meist am Rande

Leuchtende_BlätterSelbst wenn man nur den geometrischen Aspekt einer Landesgrenze betrachtet, so findet man in ihrer Gestalt die durch geologische, politische und andere Vorgänge bestimmte meist wechselvolle Geschichte einbeschrieben. Die „unendliche Geschichte“ einer Landesgrenze steht daher vielleicht nicht zufällig am Beginn einer Forschungsrichtung, die sich im weiteren und engeren Sinne mit Grenzfragen befaßt. Weiterlesen

Zum Horizont hin wird es heller

zum_horizont_hin_heller_rvWarum wird bei klarem Wetter die schöne Blaufärbung auf Seen und Bächen zum Horizont hin verwaschener? Dafür kann es verschiedene Gründe geben, die mit den unterschiedlichen Wechselwirkungen des Sonnenlichts mit dem Wasser zusammenhängen.
Doch zuvor ein paar Worte zur Lichtwahrnehmung vorweg. Der Mensch kann Licht in einem Wellenlängenbereich von etwa 350 Nanometern (violett) und 750 Nanomentern (rot) sehen, die im Sonnenlicht in einer bestimmten Zusammensetzung enthalten sind. Solange man das Sonnenlicht weitgehend ungestört wahrnimmt, erscheint die Mischfarbe als weiß. Weiterlesen

Vom bewegenden und bremsenden Wind

wolken_windkraft_dsc01396a_rvEin Radler setzt die Luft in Bewegung, indem er sie verdrängt. Das ist anstrengend und kostet Energie. In der Windkraftanlage passiert das Umgekehrte. Der Wind, der nach oben hin stärker wird, verdrängt die angeströmten Rotoren zur Seite, die allerdings immer wieder nachrücken und dadurch in Bewegung bleiben. Diese dadurch vom Wind auf die Rotoren übertragene Bewegungsenergie wird durch einen Generator in elektrische Energie verwandelt, die ihrerseits durch ein Leitungsnetz auf viele Verbraucher verteilt und für tausend Hilfsfunktionen genutzt wird. Weiterlesen

Wenn es eng wird, wächst man zusammen.

Vor längerer Zeit las ich in dem Roman „Adam Bede“ von George Eliot (1819 – 1880) eine Passage, in der jemand einen bzw. zwei Buchen vor sich hat und darüber spekuliert, ob es nun einer oder zwei Bäume seien. Ich zitiere die Stelle, weil ich mehrfach vor einer ähnlichen Situation stand, bis ich schließlich eine Kamera dabei hatte, um derartige „Begegnungen“ mit den Wundern der Natur, soweit es eben möglich ist, fotografisch zu dokumentieren: Weiterlesen

Farne – ästhetisch und selbstähnlich

FarnFarne, Feen, Ferne. Von allen Pflanzen im Wald sind mir die Farne die liebsten. Elegant gerippt wie zarte Feenskelette, mit einem Anflug von Fleischlichkeit manchmal im Hochsommer, wenn das Blatt dicker und das Grün dunkler ist. Die Blätter erlauben dem Licht, sie so zu durch leuchten daß ihre Bauart geradezu urgeschichtlich sichtbar wird. Im Vorbeilaufen ein Winken aus undenkbaren, wilden Fernen.

Dagmar Leupold (*1955).  Alphabet zu Fuss. Weiterlesen