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Physik im Alltag und Naturphänomene

Diese Kategorie enthält 430 Beiträge

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

„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

Lichtbahnen über den Wellen

H. Joachim Schlichting. In: Spektrum der Wissenschaft 6 (2017), S. 58

Spiegelungen auf unruhigen Gewässern führen  manchmal zu seltsamen hellen und dunklen Streifen.

Die Verbindungen von simpeln Gesetzen können
sehr verwickelte Erscheinungen gewähren.

Georg Christoph Lichtenberg (1752–1799) Weiterlesen

Rätselfoto des Monats Juni 2017

Wie kommt es zu dem tiefen Abgrund im Pool?

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Erklärung des Ratselfotos des Monats April 2017
Frage: Was macht die Pflanze so stark?

Antwort: Geht man davon aus, dass Pflanzensamen in kleine Risse des Asphalts geraten und ein Minimum an Erde und Feuchtigkeit vorfinden, so beginnen sie zu wachsen. Ein wesentlicher Mechanismus, Feuchtigkeit aufzunehmen funktioniert durch Osmose. Die Pflanzenzellen haben selektive Wände, die zum Beispiel reines Wasser durchlassen, nicht aber Pflanzensäfte. Da der Drang, sich zu vermischen, also eine möglichst einheitliche Lösung herzustellen, sehr groß ist, kann das Ziel nur dadurch erreicht werden, dass das Wasser durch die Wände in die Pflanze eindringt, umgekehrt aber kein Saft herauskann. Als zwangsläufige Folge erhöht sich der Druck in den Pflanzenzellen. Weil die Pflanzen die Flüssigkeit über die Wurzeln aufnimmt, spricht man auch vom Wurzeldruck. Erst wenn dieser so groß ist wie der durch das Mischungsbestreben bewirkte osmotische Druck wird die Wasseraufnahme gestoppt. Der Druck bei dem das passiert, kann mit bis zu 13 bar erstaunlich hoch sein. Bedenkt man, dass ein Autoreifen einen Druck von etwa 2 bar hat, so kann man sich die Sprengkraft, die dadurch bewirkt wird, gut vorstellen.
Wenn nach einigen Regentagen reife Kirschen platzen, so ist auch dafür der osmotische Druck verantwortlich. Er entsteht in diesem Fall dadurch, dass Regenwasser durch die selektive Haut der Kirsche ins Innere gelangt, um dem natürlichen Mischungsbestreben nachzukommen.

Die Jagd auf den Regenbogen

regenbogen_25062007070Physiker behaupten immer, dass es das Ende des Regenbogens gar nicht gibt. Damit erledigt sich auch der Traum vom Topf mit Gold, das dort zu finden sein soll. Auf dem hier abgebildeten Foto sieht man aber, dass der Regenbogen genau dort endet, wo das voranfahrende Auto die Gischt der Straße aufwirbelt. Weiterlesen

Zum Licht

Nur nicht im DunkelZumLicht
Schmählich erschlaffen!
Im Lichtgefunkel
Leben und schaffen.
Nur im Verstecke
Nicht müd’ versiechen,
Kränkeln und kriechen —
Nur das nicht!
Richte und recke
Auf dich zum Licht!

Siegende Sonne
Hellt dir die Brust,
Wogende Wonne
Wird dir bewußt,
Unter der Decke
Ängstlicher Kleinheit
Wärmt sich — Gemeinheit;
Nur das nicht!
Richte und recke
Auf dich zum Licht! Weiterlesen

Aus der Haut fahren…

entfaltung_img_7281_rvDie Bäume fahren im Frühling aus der Haut

Wilhelm Busch (1832 – 1908)

Ist ja nach einem kalten Winter auch nicht erstaunlich, dass den Pflanzen der Kragen platzt und sie alles das, was sie sich in den langen Wintertagen und -nächten aufgespart haben an die Frühlingsluft lassen und zu großer Pracht entfalten.
Blattknospen, wie die der Kastanie (unteres Foto) haben ihre Laubblatt- und Blütenanlagen auf erstaunlich platzsparende und effektive Weise verpackt, sodass nach dem Knospenbruch nur noch zur Entfaltung gebracht werden muss, was en miniature bereits sorgfältig gefaltet vorhanden war. Wenn man die Entwicklung in den letzten Wochen etwas geanauer verfolgt, so kann man mit jedem Tag erleben, wie die origamimäßig zusammengelegten Miniblätter jetzt mit großem Wachstumsschub immer größer, straffer und glatter werden, um so schnell wie möglich ihrer Aufgabe gerecht zu werden, die Energie der entfaltung_dscf2225_rvSonne durch Fotosynthese zum Wohle der gesamten Pflanze – und letztlich auch der gesamten belebten Natur (uns Menschen eingeschlossen) – in Biomaterie umzusetzen.

Tagtäglich kann man die Entwicklung verfolgen. Das obere Bild ist auch schon nicht mehr aktuell. Inzwischen ist alle Schlaffheit aus den Blättern gewichen und sie haben sich waagerecht ausgerichtet.

Baumtattoo

Ein Nadelbaum trägt eine Art Tattoo. Wer hat ihm das nur eingeritzt? Jedenfalls sieht diese – vermutlich durch eine Verletzung beim Abholzen der meisten ehemaligen Nachbarbäume durch Zufall beigebrachte – Verletzung wie eine aufstrebende Pflanze aus (siehe Vergrößerung in der unteren Abbildung). Es ist eine Pareidolie, die mit zahlreichen anderen Mustern, die sich Bäume im Laufe Ihres Lebens zuziehen – eine sehenswerte, die Fantasie herausfordernde Abwechslung beim Spazieren im Wald. Dass Bäume gegenüber anderen Pflanzen für solche Muster prädestiniert sind, hängt mit ihrem Alter zusammen. Sie haben jahrelang Zeit die Spuren der Zeit so in sich aufzunehmen, dass sie kaum noch für eine Wunde angesehen werden, sondern für ein Zeichen.

Manchmal sieht man sich so, wie man sich fühlt

Auf einer längeren Wanderung durchqueren wir einen urbanen Bereich. Unsere Blicke bleiben an der Auslage eines Lampengeschäfts hängen, wo wir den Spiegel vorgehalten bekommen und dabei so gar nicht erleuchtet, sondern mehr deformiert werden. Sinnigerweise fühlen wir uns auch so, wie wir uns hier sehen – vielleicht nicht ganz so bunt.

Der Glasschirm der Lampe reflektiert bei senkrechtem Lichteinfall nur etwa 4% an jeder Grenzschicht zwischen Luft und Glas. Das meiste Licht geht also hindurch. Soll es ja auch, weil die wesentliche Funktion der Lampe darin besteht, ihr Licht möglichst ungehindert auszustrahlen. Im vorliegenden Fall kommt allerdings nur Licht von außen, von dem der vergleichsweise dunkle Raum nur wenig wieder zum Fenster hinausstrahlt. Da reichen dann schon die paar Prozent, die die direkt auf das Fenster gerichtete Seite der Glaskugel zurückgibt.
Der Farbeffekt kommt dadurch zustande, dass die Glaskugel mit einer dünnen, ziemlich durchlässigen Metallschicht bedampft ist. Die Schicht ist so dünn, dass durch Interferenz bestimmte Wellenlängen des weißen Lichtes geschwächt und andere verstärkt werden, sodass man eine Mischung der verbleibenden Farben sieht.

Das erste Grün der Natur ist Gold*

Vor meinem Fenster weht
Ein Blatt; – der grüne Schein
Soll meine Zuversicht
Und liebe Ruhe sein.

Vor meinem Fenster weht
Ein Blatt. Wir leben so
Im leisen Auf und Ab
Und sind des Schwebens froh.

Vor meinem Fenster weht
Ein Blatt. Mir ist so gut.
Komm an mein Herz, du Grün,
Das solche Wunder tut.

Otto Julius Bierbaum (1865 – 1910)

*Natur’s first green is gold
The hardest to hold

Robert Frost (1874 – 1963)

Welche Wunder tut das Grün? Ich weiß es nicht. Jedenfalls kann man sich dem frischen Grün im Frühjahr kaum entziehen. Spüren wir vielleicht intuitiv, dass das Blattgrün für Energie steht, für Umwandlung von Sonnenenergie in chemische Energie der Pflanzen, die wiederum Grundlage für (fast) alles Leben auf der Erde ist? Jedenfalls stammt das Wort „grün“ vom althochdeutschen Wort „gruoen“ ab, was soviel wie „wachsen“, „sprießen“, „gedeihen“ bedeutet.
Und wer (fast) alles über Grün wissen will, dem empfehle ich das Büchlein „Grün“ von Alexander Theroux. (Hamburg 2000).

Löwenzahn

Fliegen im Juni auf wLöwenzahn_Kunsteißer Bahn
flimmernde Monde vom Löwenzahn,
liegst du versunken im Wiesenschaum,
löschend der Monde flockenden Flaum. Weiterlesen

Wie heilig ist der Heiligenschein?

Heiligenschein_lampe_2Als ich die Fotos einen Freund zeigte, staunte er über die Stärke meiner Taschenlampe. Er hatte im ersten Moment wirklich geglaubt, dass die abgebildete Person das Feld mit einer Lampe ausleuchtet. Die Abbildung der Person besteht allerdings aus deren Schatten und die Lampe ist die kürzlich aufgegangene Sonne: In Zusammenarbeit mit dem Frühtau auf den Pflanzen führt sie hier zu einem interessanten Lichtphänomen, dem Heiligenschein, der den Schattenkopf umkränzt. Weiterlesen

Blauschimmernde Löwenzahn-Fallschirme kurz vor dem Start

Loewenzahn_unter_blauem_HimBei bedecktem oder blauem Himmel im Schatten gibt es kein reines Weiß. Denn woher sollte es kommen. Der blaue Himmel sendet blaues Licht aus und Gegenstände, die alle Wellenlängen reflektieren, im weißen Sonnenlicht daher auch weiß aussehen, nehmen einen leichten Blauschimmer an. Das sieht man meistens nicht und ärgert sich vielleicht auch noch, wenn die Kamera nicht den gewünschten Weißabgleich vornimmt. Im vorliegenden Fall war mir das bläuliche Leuchten der ansonsten schneeweißen Fallschirmchen mit den daran hängenden Samen des Löwenzahns aufgefallen.
Besonders gut lässt sich die Blaufärbung bei Schnee im Schatten erkennen, weil man dann im Kontrast dazu auch noch den wirklich weißen Schnee im Lichte der Sonne sehen kann.

Elektrisierender Sand

In: H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 5 (2017), S. 64 – 65

Ist etwa die Luft so elektrisch,
wie die See salzig ist?
Georg Christoph Lichtenberg (1742–1799)

Sandkörner in einem Sturm können sich bei Zusammenstößen gegenseitig aufladen und starke elektrische Felder erzeugen. Weiterlesen

Wasserziehen der Sonne

wasserziehen_img_0215_rv„Wohl kam Pfingsten näher und näher, aber zu der Schwüle, die unbekannt und unsichtbar über des Jünglings Herzen hing, gesellte sich noch eine andere über dem ganzen Dorfe drohend, ein Gespenst, das mit unhörbaren Schritten nahte; Weiterlesen

Löwenzahn und ein wenig Physik

Auch vergilbte Blätter sitzen manchmal noch sehr fest an der Pflanze. Wem das nicht klar ist, dem kann es so gehen wie mir. Ich möchte das Blatt von einer Topfblume entfernen und reiße den ganzen Topf von der Fensterbank. Sicherer ist es, wenn man die Restblume mit einer Hand festhält und das Blatt mit der anderen Hand abzieht. Weiterlesen

Im Brennpunkt der Seife

In: H. Joachim Schlichting. Physik in unserer Zeit 48/2, (2017, S. 101

Manche Seifen haben nicht nur die Form einer Sammellinse, sie verhalten sich auch so, wenngleich ihre Form alles andere als optimal ist.

Als ich neulich unter der Dusche die neue Seife ausprobierte, war ich weniger durch deren Waschkraft und Duft beeindruckt als vielmehr durch einen Lichtfleck, der den Wamdschatten der Seife aufhellte. Weiterlesen

Lichtsäule oberhalb und unterhalb der Sonne

Es war kein Aprilscherz, der sich am 1. April vor meinem Auge abspielte, obwohl ich noch in der Stimmung war, alles und jedes was an dem Tag an nur halbwegs Ungewöhlichem präsentiert wurde, skeptisch zu beäugen. Nein, ich sah es mit eigenen Augen. Kurz bevor die Sonne an der um diese Zeit gewohnten Stelle dem Untergang zueilte – in zwei Minuten ungefähr die Strecke ihres eigenen Durchmessers sinkend – illuminierte sie den Himmel oberhalb und unterhalb ihrer selbst in Form je einer hellen Säulen. Weiterlesen

Konkurrenzlos sparsam

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 4 (2017), S. 74 – 77

Radfahren kommt
dem Flug der Vögel am nächsten

Louis J. Halle (1910–1998)

Kein Tier setzt Energie so effizient zur Fortbewegung ein wie ein Mensch. Sofern er Fahrrad fährt! Weiterlesen

Rätselfoto des Monats April 2017

Zu gestern: April, April!

Und hier kommt das echte Rätselfoto des Monats:

Frage: Wie kommt es zu der Abbildung an der Wand?

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Multiplizierte Durchsicht – kopfstehend

tropfenstreifen_rvAuf den beschlagenen Fensterscheiben verdichtete sich die Feuchtigkeit hier und da zu Wassertropfen, die beim Hinuntergleiten dunklere, duchsichtigere Spuren hinterließen. Durch einen dieser Guckstreifen sah Sperber, dass sich die Lippen des alten Mannes bewegten.

Anne Weber. Tal der Herrlichkeiten. Frankfurt 2012 Weiterlesen

Geisterhafte Lichtquellen in Kugellampen

Kugelleuchten und Designerglühlampen haben seit einiger Zeit Hochkonjunktur. Insbesondere in modern eingerichteten Restaurants und Cafés findet man seinen Platz zeitgemäß ausgeleuchtet. Es lohnt sich, mal darauf zu achten. Im vorliegenden Fall (siehe Foto) befindet sich in einer transparenten Glaskugel eine Lampe mit einem viellinigen hell leuchtenden Filament, wie man es von den vertrauten nunmehr aussterbenden Glühlampen so nicht kennt. Weiterlesen

Quételet im Spiegel der Kunst…

SpiegelfolieAuf einer Kunstausstellung im Museum Kunstpalast in Düsseldorf vor einigen Jahren mit dem Titel „Zerbrechliche Schönheiten“ stieß ich neben eindrucksvollen Exponaten an den Wänden auf ein vielleicht gar nicht als ein solches gemeintes Exponat auf dem Boden eines der Ausstellungsräume. Der Boden war nämlich komplett mit Spiegelfolie ausgelegt, die in dem Raum  – und das war sicherlich beabsichtigt – eine interessante Lichtstimmung hervorrief. Weiterlesen

Zur Bedeutung der Schönheit

prisma_img_1724_rvDer erste deutsche Experimentalphysiker und Aufklärer Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799) suchte nach Möglichkeiten, Neues zu finden, etwas was bislang noch nicht gesehen oder zumindest so nicht gesehen wurde. Dabei misst er in der Kantschen Tradition der Komplementarität von Denken und Anschauung der Visualisierung selbst des Unsichtbaren große Bedeutung bei. Indem er davon ausgeht, dass sich „die Menschen (…) Bilder von allem machen“ müssen, versucht  er selbst den Gedanken als den Elementen des Denkens Bildhaftes und Farbiges abzuringen: Weiterlesen

Äquinoktium: Tag- und Nachtgleiche

equinoctium_dsc04218-jpg_rvÄquinoktium

Allgewaltig aus Nordosten
Braust der Märzwind über Land,
Und es bebt in ihren Pfosten
Meines Hauses Giebelwand. Weiterlesen

Krumme Spuren eines geraden Fluges

kondensstreifen_dscf2757aEin Flugzeug durchquert das rechte obere Fensterquadrat und merkt nicht, daß seine Flugbahn und die Spur, die es am Himmel hinterläßt, von dem unregelmäßigen alten Glas zu einer wackligen Schlangenlinie verzogen werden.
Aus: Anne Weber. Besuch bei Zerberus  2004. Weiterlesen