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Physik im Alltag und Naturphänomene

Diese Kategorie enthält 667 Beiträge

Goldene Weinblätter

Nein, diese goldenen Weinblätter haben ihre Farbe nicht durch Phytomining* erworben, sondern lediglich durch eine herbstliche Verfärbung, die sie golden erscheinen lässt. Um diesen Eindruck zu erzeugen genügt es, dass das durch Carotin erzeugte Gelb mit einer glatten Oberfläche kombiniert wird, die das Licht sowohl diffus wie spiegelnd reflektiert. Weiterlesen

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Mondtropfen

Ich zeigte einmal einer Gesellschaft, die wenig oder nichts von Astronomie wußte, den zunehmenden Mond durch ein Fernrohr, das stark vergrößerte. Verschiedene darunter fragten, ob nicht Tropfen auf dem Glase hingen? Die Flecken im Monde haben in den Vierteln wirklich einige Ähnlichkeit mit Regentropfen an einer Fensterscheibe, in denen sich etwa die gegenüberstehenden Häuser dunkel und der Himmel hell darstellt.
Georg Christoph Lichtenberg (1742 -1799)

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Einzugsbereich von Weinblättern

Ähnliche Blätter hatte kürzlich Gerda Kazakou gezeigt. Inzwischen sehe ich, dass viele Weinblätter (jedenfalls in meinem Garten) ähnlich deutlich den Abtransport und damit die Sicherung der in den Blättern lagernden Nährstoffe im Stamm der Pflanze zu erkennen geben. Da mit diesem Vorgang die Pigmente des ehemals für die Fotosynthese wichtigen Blattgrüns (Chlorophyll) in dem Maße verschwinden, wie der Abtransport der Nährstoffe durch das fraktale Adersystem voranschreitet, gewinnen die bislang vom Grün überdeckten Pigmente zunächst in den bereits bereinigten Außenbereichen und ganz zum Schluss in den Hauptadern die Überhand.
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Herbstfarben mit Spirale

Die Jahreszeiten – hier durch Herbstblätter repräsentiert – sind keine exakten Wiederholungen der entsprechenden Jahreszeiten der Vorjahre. Vielmehr verhalten sie sich wie die stufenweisen Rundungen einer Spirale, die hier auf dem Blatt als Schatten erscheint. Die gedachte Längsachse der Spiralen ist die Zeitachse und jede Windung stellt den Verlauf eines Jahres mit seinen saisonalen Veränderungen dar. Es ist deutlich zu erkennen, dass die einzelnen Windungen nicht identisch sind. Auf diese Weise bringen sie die unterschiedliche Ausprägung der Jahreszeiten im Laufe der Jahre zum Ausdruck. Weiterlesen

Drehwuchs einer Lärche

Manche Bäume haben einen Drehwuchs. Ein solches verdrilltes Wachstum, das äußerlich durch eine spiralförmige Struktur des Stamms zu erkennen ist, kann die Standfestigkeit eines Baumes verbessern und tritt daher besonders in windreichen Standorten auf. Im vorliegenden Fall ist der Drehwuchs jedoch so stark, dass es den Baum spiralförmig gespalten und einen relativ tiefen Riss hervorgerufen hat.
Die durch den Riss getrennten Baumpartien sind eine Antwort auf die Verlängerung der äußeren Holzschichten infolge der Verdrillung. Sie wird zunächst durch eine Spannung im Stamm aufgefangen, was durch eine gewisse Elastizität des Materials ermöglicht wird. Wenn die Spannung nicht mehr durch rückwirkede Kräfte in den Fasern kompensiert werden kann, kommt es zu dem Riss, der sich im Extremfall der Verdrillung entsprechend von unten nach oben um den Baum herumwindet.
Der Riss ist eine ernste Verletzung des Baumes und ein Einfallstor für Schädlinge. Offenbar ist die hier abgebildete Lärche bereits stark geschädigt. Die übermäßige Zapfenproduktion sowie abgestorbene Äste sind ein deutliches Zeichen dafür. Bevor der Baum als Ganzes abstirbt, sollen noch möglichst zahlreiche „Nachkommen“ in die Welt gesetzt werden.
Holzwirtschaftlich gesehen gehört das Phänomen wie auch der schon früher beschriebene Wimmerwuchs zu den Holzfehlern.

Suizid im Dienste der Arterhaltung

Ich hatte wieder einmal keinen Fotoapparat dabei, als ich ein sehr schönes Exemplar eines mir bis dahin unbekannten Pilzes am Waldrand inmitten einer ganzen Kolonie vorfand. Am nächsten Tag wollte ich das Foto nachholen und fand den Pilz mit einer schwarzen, aus einer teerartigen Masse bestehenden Krempe ausgestattet vor (oberes Foto). Über diese Entwicklung neugierig geworden suchte ich einige Tage später die Pilze nocheinmal auf und fand neben frischem Nachwuchs die anfangs bewunderten Pilze weitgehend in der schwarzen Masse aufgelöst vor. Weiterlesen

Natürliche Armleuchter

Kandelaber klingt besser als Armleuchter, weil man wegen der Seltenheit realer Armleuchter meist an die herabwürdigende Bezeichnung für Menschen denkt, deren Licht nicht sehr weit leuchtet. Jedenfalls ist ein Kandelaber ein aus mehreren Armen bestehender Kerzenleuchter, der in früheren Zeiten, die Helligkeit einer einzelnen Kerze entsprechend vervielfältigen sollte.
Wem die symmetrische Anordnung der Arme der Leuchter nicht so wichtig ist und eine gewisse Flexibilität des Materials in Kauf nimmt, kann Kandelaber auch in freier Natur – zumindest im Mittelmeerraum – entdecken. Besonders eindrucksvoll sind diese, wenn ihre aufwärtsgerichteten Blätter von der Sonne getroffen wie aus eigener Kraft in einem zarten Grün leuchtende Kerzen aussehen.
In Wirklichkeit passiert dort aber gewissermaßen das Gegenteil von Brennen im Sinne von Zerfall einer organischen Substanz in Kohlenstoffdioxid und Wasser unter Abgabe von Licht. Denn die grünen Blätter bringen organische Substanz u.a. durch eine Verbindung von Kohlenstoffdioxid und Wasser unter Aufnahme von Licht hervor

Wenn Laub sich abwärts wiegt

H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 10 (2018), S. 68 – 69


Die Luft umströmt fallende Blätter auf charakteristische Weise. Darum wiederholen sich auf dem Weg zum Boden oft einige typische Bewegungsfiguren.

 

Ein unabsehbar Blättermeer
entperlt dem Netz der Zweige

Christian Morgenstern (1871–1914) Weiterlesen

Die fraktale Welt einer Trompete

Neben den akustischen Klängen, die durch den Schalltrichter einer Trompete in die Welt entlassen werden und in unser Ohr gelangen, hat derselbe Trichter auch einige optische Ansichten parat, die für den einen oder die andere ein visuelles Erlebnis darstellen. Mich haben die meist spiegelblanken glänzenden Metallkörper schon immer fasziniert, hatte aber bislang keine Gelegenheit wahrgenommen, ihnen etwas mehr Aufmerksamk Weiterlesen

Eine Korona durch Seifenblasen?

Beim Fensterputzen gibt es zahlreiche Methoden. Hier wurde die Scheibe zunächst mit seifigem Wasser behandelt, die Spülung mit klarem Wasser steht unmittelbar bevor. Diesen Moment dazwischen nutzt die Natur gerade zu einer künstlerischen Darbietung, zu der vermutlich nur jemand einen Bezug hat, die oder der gerade nicht mit dem Fensterputzen befasst ist.
Man blickt hier nicht nur durch die benetzte Scheibe, sondern auch noch durch den Apfelbaum, in dem die tiefstehende Abendsonne hängt und auf unserer Netzhaut einen Eindruck von einer artifiziellen Baumkorona hinterlässt. Schaut man sich die Blasenflöße genauer an, so entdeckt man zahlreiche winzige Wassertropfchen, die sich in dem Maße bilden, in dem sich der Seifenlaugenfilm zwischen den Blasenflößen auflöst.
Ich vermute, dass diese kleinen, bereichsweise einheitlich großen Tröpfchen die Ursache für die Andeutung der Korona sind, die sich hier ansatzweise konzentrisch um die Sonne herum legt. Sie hielt sich leider nicht lange. Denn der nächste Schritt des Fensterputzens, die Spülung schuf klare Verhältnisse: Eine blitzblanke Scheibe mit ungestörtem Durchblick und ohne Dreckeffekt, will sagen: ohne Korona.  Ehrlich gesagt fand ich die verseifte Scheibe mit Korona schöner.

Parallele Dämmerungsstrahlen

Die aus Richtung der untergehenden Sonne ausgehenden dunklen Strahlen könnte man als inverse Dämmerungsstrahlen ansehen. Dämmerungsstrahlen entstehen dadurch, dass das von der Sonne ausgehende Licht durch massive Wolken weitgehend abgeblendet wird und nur durch eng begrenzte Wolkenlücken gelangt. Diese Lichtbündel werden an Partikeln der trüben Luft (Wassertröpfchen, Staubteilchen) in alle Richtungen gestreut also auch zum Betrachter hin, der das Sonnenlicht auf diese Weise indirekt zu Gesicht bekommt. Er sieht also in Wirklichkeit zahlreiche winzige Teilchen auf dem Weg der Sonnenstrahlen leuchten. Weiterlesen

Retinaler Hohlspiegel

Beim Flanieren in einer Fußgängerzone wurde in einem Modegeschäft meine Aufmerksamkeit von einer Schaufensterpuppe erregt, die – wie mir durch den Kopf schoss – „ganz Auge“ war. Jedenfalls konnte ich mich selbst davon überzeugen, dass ich von ihr sichtbar „wahrgenommen“ wurde und zwar vom ganzen Gesicht. Kopfstehend wurden ich und die übrige Umgebung reflektiert. Und da Reflexionen oft auch ihre kognitiven Verwandten animieren, schoss mir durch den Kopf, dass das Gesicht der Puppe wie eine überdimensionale Retina das „Gesehene“ kopfstehend abbildet.
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Informationsflut in Tropfenform

Wenn nach einem Regenschauer die Fensterscheiben mit kleinen Tröpfchen besetzt sind, hat man den Eindruck, dass der Durchblick getrübt wird. Besonders störend wäre das beim Autofahren, wenn der Scheibenwischer nicht dafür sorgte, dass die Tropfen immer wieder weggewischt werden. Schaut man sich die Tropfen aus der Nähe an, so entdeckt man, dass sie ihrer Transparenz gehorchend mitnichten den Blick auf den Gegenstand, in diesem Fall ein Haus, verhindern, sondern ihn sogar vervielfältigen. Denn jeder Tropfen wirkt wie eine Sammellinse. Sie vernichten also keine Information, sondern erzeugen sie (jedenfalls im mathematischen Sinne). Ginge ein Bild verloren, so wären noch viele weitere Bilder vorhanden.
Aber so einfach ist es nun auch wieder nicht. Zum einen steht das abgebildete Haus auf dem Kopf und ist sphärisch verzerrt. Gut, daran könnte man sich sogar gewöhnen, zumal die sichtbare Welt ohnehin überkopf auf die Netzhaut abgebildet wird. Durch die Tropfen betrachtet würde man die Welt sogar richtig herum auf der Netzhaut haben, obwohl das der Wahrnehmung nicht zugute kommt.
Zum anderen – und das ist das eigentliche Problem – bewirkt zu viel Information das Gegenteil: Desinformation. Man sieht das Haus vor lauter Häusern nicht mehr. Der Durchblick wird getrübt. Aber immerhin haben die Tröpfchenbildchen zu dieser Erkenntnis geführt, sodass auch eine getrübte Durchsicht dennoch zur Einsicht führen kann.

Hoppe hoppe, Reiter…

hoppe_hoppe_reiter_rv… wenn er fällt, dann schreit er.
Fällt er in den Graben, fressen ihn die Raben.
Fällt er in den Sumpf, macht der Reiter plumps!
Ein alter Kinderreim

Manche Bilder aus der Kindheit scheinen nie zu verschwinden. Bei diesem Anblick (Foto), ging mir ohne bewusste Gedanken dazwischen der alte Kindervers durch den Sinn verbunden mit dem Bild und dem nahezu authentischen Gefühl, wie ich auf den Knien meiner Mutter sitzend, beim „Plumps“ kopfüber nur ein Stück über dem Boden schwebte, um anschließend mit einem Anflug von Schwindel laut lachend wieder in die aufrechte Lage zurückzukommen, aber nur um die Aktion sofort zu wiederholen.
Wieso sitzt das so fest, wieso sind derartige frühe Erlebnisse offenbar lebenslänglich so präsent? Dagegen habe ich „wichtige“ oft gar nicht lange zurückliegende Dinge längs vergessen, woran ich manchmal peinlich erinnert werde. Oder sind diese frühen Erlebnisse gar nicht unwichtig? Wirken sie vielleicht auf eine „unterirdische“ Weise ganz anders als der vordergründige Inhalt auszusagen scheint?
Auf jeden Fall ist es eine frühe Form der Auseinandersetzung mit der Schwerkraft, die uns ein Leben lang betrifft. Aufrecht zu bleiben, obwohl uns alles zum Erdmittelpunkt zieht, macht uns vor allem in jungen Jahren und im hohen Alter zu schaffen. Sportliche Aktivitäten, Springen, Laufen, Schwimmen und andere Arten der Fortbewegung, aber auch Ballspiele sind alles auf Kraft  und Geschicklichkeit beruhende Bemühungen, die Schwerkraft zu überwinden, auszutricksen bzw. auszunutzen.
Energetisch betrachtet geht es in allen Fällen (sic!) darum, den bei der Annäherung des Körpers an die Erdoberfläche stattfindenden Übergang der Höhenenergie in Bewegungsenergie, so zu steuern, dass letztere zu einer Wiederentfernung von der Erde umgelenkt (z.B. elastischer Stoß) oder in einem der körperlichen Unversehrtheit zuträglichem Maße in thermische Energie der Umgebung umgewandelt wird.
Die Frage, ob man sich beim Fall der Erde nähert oder einem die Erde entgegenkommt, hängt davon ab, wo man sein Bezugssystem verortet, wie in der folgenden Situation eines stürzenden Menschen zum Ausdruck kommt, der dem Wein zu sehr zugesprochen hat: „Ich tastete mich durch den Hof, bis der Hof sich plötzlich erhob und mir kräftig eins auf die Schnauze gab. Aber ich ließ mich nicht zurückhalten, nahm, wenn auch wankend, meinen Weg wieder auf, mehrmals kam der Hof wieder hoch und verpaßte mir viele Abreibungen hintereinander“ (LuigiMeneghello. Wieder da! Berlin 1993).

Holunderbeerenreflexe

holunderbeeren_img_8560rvGlänzende Perlen oder leuchtende Augen werden auf Gemälden oft durch einen kleinen weißen Punkt sichtbar gemacht. Davon wird in der realistischen Malerei reichlich Gebrauch gemacht. Ein Beispiel ist das in der National Gallery in London zu bewundernde Gemälde „Die Hochzeit des Giovanni Arnolfini„. Dort findet man ihn sowohl in der Gebetsperlenkette neben dem Wölbspiegel im Hintergrund als auch in den Augen des zu Füßen der Dame stehenden Hündchens. Weiterlesen

Inverse Lichtsäule in der Abenddämmerung

Dort wo die Sonne im Begriff ist unterzugehen erhebt sich eine mächtige dunkle Säule. Sie erinnert an eine Lichtsäule, die manchmal oberhalb der Sonne erscheint. Vielleicht ist es ja eine von einer dunklen Hülle umgebene Lichtsäule. Schaut man sich das obere Ende an, so scheint das Sonnenlicht dort herauszustrahlen ;). Weiterlesen

Wäsche im Wind

solare_waescjetrocknung_rvTollt der Wind über Feld und Wiese,
Hat seinen Spaß er überall,
Aber am liebsten neckt er die Liese
Mit einem tückischen Überfall.

Will sie ihr Zeug auf die Leine bringen,
Zerrt er: Liese, dies Hemd ist mein!
Um jedes Laken muss Liese ringen,
Jedes Stück will erobert sein. Weiterlesen

Schönheit aus dem Geiste der Korrosion

Als der Dachdecker das für Reparaturzwecke am Dach vorgesehene Walzblei ausrollte, staunte ich nicht schlecht. Der  Vorgang des Ausrollens lief wie die Präsentation einer Serie von Bildern abstrakter Kunst ab (siehe Fotos).
Normalerweise hat Walzblei ein einheitliches, leicht zwischen mattem Silber und Blaugrau changierendes Aussehen. Weiterlesen

Virtuelle Multiplikation von Kugeln

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Halbmond mit Ketchup

Beim gemeinsamen Essen nach einem Vortrag über den “schielenden Mond” war es fast selbstverständlich, dass mehrere Personen in meiner Pizza einen Halbmond sahen. Dabei kam die Frage auf, ob der Halbmond in dieser Stellung überhaupt gesehen werden könne. Da ich es nicht wagte, die Pizza zu essen, solange die Frage nicht geklärt war und ich keine Lust auf ein kaltes Essen hatte, empfahl ich sich eine nächtliche Reise von Südafrika nach Deutschland vorzustellen, bei der man den Halbmond im Blick behielt. Weiterlesen

Unter dem Pflaster liegt der Strand

Vielleicht träumt die Eine oder der Andere vom fernen Strand, wenn er in der Alltagshektik über das Pflaster eilend überhaupt dazu kommt, den entsprechenden Gedanken Raum zu geben. Aber Raum braucht es dazu gar nicht so viel. Als ich nämlich kürzlich nach einem Regenschauer vom Wetter genervt durch die Stadt laufe, um der nächsten undichten Wolke zu entgehen, trifft mich – ich hätte beinahe gesagt, wie aus heiterem Himmel – ein verheißungsvoller Anblick, der sich ganz diskret in einer Wasserlache entfaltet. Weiterlesen

Jetzt bin ich gar

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 9 (2018), S.

Wenn Spätzle, Gnocchi und Co. im siedenden Wasser an die Oberfläche steigen, sind sie gar. Dann haben sich die in ihnen enthaltenen Luftbläschen so stark erwärmt und dadurch ausgedehnt, dass ihre Dichte hinreichend klein geworden ist.

Sie blies sich richtig auf, als würde sie gleich aufsteigen
wie eine Montgolfiere, wenn niemand sie festhielt.
Sten Nadolny (*1942) Weiterlesen

Insektenfriedhof auf einer Straße

Vor kurzem stieß ich auf einer wenig frequentierten Straße auf ein merkwürdiges Phänomen. Von weitem sah es im flirrenden Gegenlicht so aus wie Schneegestöber. Bei Temperaturen von über 30° C konnte ich diesen Gedanken getrost wieder fallenlassen und ihn durch die Assoziation entleerter Federbetten ersetzen. Aber kaum gedacht bot sich mir (aus Sicht der Betroffenenen) ein Bild des Grauens dar. Tausende von toten Insekten mit weißen, transparenten Flügeln waren hier haufenweise zum Spielball des Windes geworden (Zur Vergrößerung auf Bilder klicken). Das Ereignis muss innerhalb eines kurzen Zeitraums geschehen sein. Denn obwohl hin und wieder ein Auto vorbeifährt, waren die toten Insektenleiber weder plattgefahren noch sonst wie zerfleddert. Ich habe bis heute nicht herausfinden können, war hier passiert war. Kennt sich da jemand aus?

Nur ein Blatt unter Blättern

In den schon zahlreich von den Bäumen abgeworfenen bzw. ihnen verlustig (nicht lustig!) gegangenen Blättern glaubte ich das Passfoto einer Person zu sehen. Aber es war nur ein Blatt, das bereits jetzt im Hochsommer fallen musste, bevor alles Grüne vom Baum entnommen worden war. Als ich das Blatt aufhob, war der Effekt dann doch nicht so stark wie auf dem Boden in der Gesamtheit der anderen Blätter. Weiterlesen

Der vorgezogene Herbst

In den letzten 6 Wochen kann man vermehrt beobachten, dass Bäume ihre Blätter verlieren. Anders als im Herbst, wenn vorher das wertvolle Blattgrün aus den Blättern abgezogen und eingelagert wird, findet man allerdings keine entgrünten und daher typisch die Rot- und Gelbtöne variierenden Blätter vor, sondern einfach vertrocknete und oft noch grüne Blätter (rechtes Foto). Selbst unter Nadelbäumen, die ihre Blätter normalerweise behalten, breiten an vielen Stellen unter sich einen grüner Teppich aus, so wie ich ihn ansonsten noch nie erlebt habe (linkes Foto).
Das alles geschieht aus Wassermangel und ist der extremen Trockenheit geschuldet, die die Bäume und andere Pflanzen in diesem Sommer über sich ergehen lassen mussten und in vielen Gebieten noch müssen. Die wenigen Regenschauer, die wir in den letzten Tagen erlebt haben, sind nicht der Rede wert. Gräbt man im ausgetrockneten Boden, so stellt man fest, dass die Feuchtigkeit nur wenige Zentimeter an der Oberfläche ausmacht.
Ich bin gespannt, ob und wenn ja, welche Auswirkungen dieser massive Einschnitt in das Leben der Bäume haben wird. Werden sie im nächsten Frühjahr so tun, als ob nichts geschehen ist?
Und was wird aus dem Herbst, wenn die Blätter jetzt schon fallen, die Felder bereits abgeerntet, Blumen verblüht sind, bzw. wegen Trockenheit erst gar nicht dazu kommen?

Riesensonnentaler

So große Sonnentaler (mit einem Durchmesser von fast 50 cm) habe ich bislang noch nicht gesehen. Der Kontext, in dem sie hier erscheinen ist zwar nicht besonders“naturschön“, aber alles kann man nicht haben. Mein bisheriger Rekord lag bei etwa 30 cm. Das bedeutet aber nach der Daumenregel  „Durchmesser in cm entspreicht Entfernung (des Lochs) in m“, dass die Löcher, durch die die Taler hervorgerufen werden, etwa 50 m weit entfernt sein müssen. Weiterlesen

Der weltgrößte Kaltwasser-Geysir aus dem Geist des Sprudelwassers

Vor kurzem hatte ich die Gelegenheit, den größten Kaltwasser-Geysir der Welt beim Ausbrechen und anschließenden Zusammenbrechen zu beobachten – und das aus nächster Nähe. In Andernach am Rhein ist dieses mit etwas menschlicher Nachhilfe zustande gekommene Naturschauspiel mehrmals am Tage zu erleben.
Anders als die bekannten Geysire in Island und anderswo, die mit Wasserdampf angetrieben werden, bezieht dieser Kaltwassergeysir seine Energie im Wesentlichen aus der Tendenz von Kohlenstoffdioxidgas, CO2, sich in Wasser aufzulösen. Weiterlesen

Neun Himmel um den großen Stein Erde

Stein_Wellen_rvWie um einen Kiesel, den, wenn man ihn in einen See wirft, auf der Wasseroberfläche konzentrische Kreise umgeben, ordnen sich neun Himmel um den großen Stein Erde.

Weber, Anne (*1964); Besuch bei Zerberus; Suhrkamp Verlag, 2004. Weiterlesen

Der junge Mond am Sommerabend

An einem dieser warmen Sommertage genießen wir die abendliche Abkühlung und erleben den Sonnenuntergang, der zu dieser Jahreszeit wieder hinter einem Wald stattfindet. Wenn dann wie auf dem Foto der gerade einmal zwei Tage alte junge Mond der Sonne hinterher eilt, sieht man unmittelbar, wie diese Mondsichel zustande kommt. Jedenfalls wurde einer der Anwesenden ganz ruhig und plötzlich meinte er, dass er nunmehr verstehe, wie die Mondphasen zustande kommen. Weiterlesen

Manche Schmetterlinge treiben wie Blätter auf einem Fluss (2)

Schmetterlinge in den Tropen aus der Gruppe Haeterini driften dicht über den Boden mehr als dass sie fliegen „wie Blätter auf einem Fluss“ (Philip DeVries). Dabei nutzen sie den zum Beispiel von Landungen eines Flugzeugs bekannten Bodeneffet aus. Wenn Flugzeuge landen, wird der Luftspalt zwischen Boden und Hinterkante der Flügel immer kleiner. Dadurch wird Luft gestaut, wodurch der Druck wächst und einen größeren aerodynamischen Auftrieb erzeugt. Das Flugzeug driftet dann gewissermaßen auf einem Luftissen, das sich mit ihm mitbewegt. Um diesen Effekt der Energieeinsparung noch zu optimieren, haben die Schmetterlinge verlängerte abgeschrägte Vorderflügel.
Wie in diesem Fall wird die Erklärung natürlicher Vorgänge oft mit Hilfe von einfacher durchschaubaren technischen Vorgängen veranschaulicht. Umgekehrt wird das so der physikalischen Beschreibung zugänglich gemachte Verhalten der Natur als Vorbild für die Verfeinerung entsprechender technische Verfahren herangezogen. Man spricht dann von Bionik oder genauer von Biometrik.

Das Foto zeigt allerdings nur einen Zitronenfalter, der es sich an einer Distelblüte gut gehen lässt.

Solare Wäschetrocknung und reflexive Bleichung

Dieser aus meiner Kindheit noch vertraute Anblick ist heute selten und damit zu einem Fotomotiv geworden. Obwohl wir ins Zeitalter der regenerativen Energiequellen einsteigen (müssen) ist uns der solare Wäschetrockner offenbar nicht mehr gut genug.
Die Szenerie zeigt darüber hinaus noch ein schönes Phänomen. Während die direkte Sonneneinstrahlung die bunten Farben der Wäschestücke gewissermaßen wegbleicht, werden diese durch die Reflexion im Wasser wieder zurückgeholt. Weiterlesen

Wege 8: Hängebrücken der besonderen Art

haengebruecke_schnecke_dscf02Lerne Schnecken zu beobachten.
Joseph Beuys

Schnecken gehen (mir) über alles (im doppelten Wortsinn). Sie beschäftigen mich als Hobbygärtner zwangsläufig, beeindrucken mich als Wissenschaftler und faszinieren mich als Beobachter von Alltagsphänomenen mit einem Blick für das Schöne. Sie machen mich dem Motto von Joseph Beuys entsprechend zum Künstler.
Bereits in früheren Beiträgen bin ich auf die Schnecken zu sprechen gekommen (zum Beispiel hier und hier und hier). Weiterlesen

An der Wurzel des Regenbogens

Springbrunnen_FarbenWo der Regenbogen auf die Erde trifft, soll bekanntlich ein Schatz zu finden sein. Ist er auch, aber anders als man denkt.
Als ich an einem sonnigen Tag am Springbrunnen saß, war mir als ob in den herunterfallenden, von der Sonne durchstrahlten Tropfen – kurz bevor sie auf die Wasseroberfläche des Teichs fielen – Farben aufleuchteten. Es war ein Eindruck, keine Gewissheit. Ich machte einige Fotos und konnte mich dann am Bildschirm davon überzeugen, dass der Eindruck nicht getrogen hatte. Ich sah zahlreiche bunte Lichtpfeile. Es waren die Spuren leuchtender Tropfen, die infolge der endlichen Belichtungszeit der Kamera etwas in die Länge gezogen wurden. Zunächst dachte ich, dass es sich um Fragmente des (normalen) Regenbogens handelte, die ich hier aufblitzen sah. Dann wurde mir aber klar, dass die Sonne bereits zu hoch stand, um noch im passenden Winkelbereich zu sein.
Woher kommen also diese Farben? Schaut man sich die Anordnung der Farben genauer an, so zeigt sich, dass sich nach oben hin eher die Blautöne zeigen, nach unten die Gelb- und Rottöne. Bei einem Regenbogen hätte es umgekehrt sein müssen. Bei diesem Gedanken wurde mir klar, dass dies nur für den normalen Regenbogen, den Regenbogen 1. Ordnung, gilt. Unter größerem Winkel ist noch der Regenbogen 2. Ordnung zu erwarten, der meist vergessen wird, weil er aufgrund einer zusätzlichen Reflexion in den Wassertropfen wesentlich lichtschwächer ausfällt und daher oft nicht zu sehen ist. Und außerdem ist bei diesem Bogen wegen der weiteren Reflexion die Farbreihenfolge umgekehrt: Blau außen, Rot innen. Mit anderen Worten, ich sah tatsächlich Fragmente des Regenbogens, allerdings des Bogens 2. Ordnung.
Zwar sind nicht die leuchtenden Tropfen direkt zu sehen, sondern nur ihre Lichtspuren, die sie während der endlichen Belichtungszeit auf dem Camerachip hinterlassen. Das macht die Sache nicht unbedingt unrealistischer. Denn auch unsere Augen sehen bewegte Vorgänge teilweise verschmiert. So nehmen wir Regentropfen meist als Fäden wahr, was wohl zu der Redensart geführt hat: „Es regnet Bindfäden“. Die in die Länge gezogenen leuchtenden Tropfen haben sogar einen Vorteil. Sie entfalten das punktuelle Farbphänomen zu einer größeren Sichtbarkeit. Ohne dies hätte ich die Farben wohl gar nicht wahrgenommen.
Teilweise kann man sogar das ganze Farbspektrum sehen, das dem durchlaufenen Winkelbereich des Tropfens entspricht (siehe unten rechts).
Die pfeilartige Zuspitzung der Lichtspuren ist übrigens auf den Kameraverschluss zurückzuführen, der beim Schließen den Lichtstreifen gewissermaßen abschnürt.

Die ebenfalls zu sehenden Blasen befinden sich auf der Teichoberfläche. Sie werden durch größere Tropfen hervorgerufen, die beim Sturz ins Wasser einen Hohlraum hervorrufen, in dem durch das über ihm wieder zusammenlaufende Wasser, eine Luftportion eingeschlossen wird, die dann als Halbblase zur Oberfläche steigt. Normalerweise platzt eine Blase mit einer reinen Wasserhaut sofort wieder. Da das Teichwasser aber teilweise durch tensidartig wirkende Stoffe biologischen Ursprungs entspannt wird, ist ihnen eine gewisse Lebenszeit beschieden. Man kann auf der Halbblase zumindest schemenhaft die komplexe Spiegelung der ganzen Umgebung sehen.

Zugleich diffus und spiegelnd

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

Wer bei Reflexionen nur an Spiegelbilder denkt, übersieht leicht das Licht, das raue Oberflächen ungerichtet zurückwerfen. Meist treten beide Erscheinungen gemeinsam auf.

In dem, was sich mir so als Raum des Lichts darstellt,
bedeutet Blick immer ein Spiel
von Licht und Undurchdringlichkeit.
Es geht stets um ein Spiegeln
Jacques Lacan (1901–1981) Weiterlesen

Reflexion und Lichtbeugung in den Haarbüscheln der Distelsamen

Nach der Mondfinsternis kommt hier die partielle Sonnenfinsternis der besonderen Art. Und das haben wir den Disteln zu verdanken. Denn diese beginnen in diesen Wochen damit, ihre Samen für den Start ins Ungewisse vorzubereiten. Einige Blüten stehen zwar noch in der vollen Pracht ihres Distelpurpurs, eifrig besucht von allerlei Insekten, andere lassen bereits die Weißhaarigkeit durchschimmern und viele Blüten sind bereits „explodiert“, indem sie ein Übermaß an Samen hervorquellen lassen, die jeweils an einer Art Gleitschirm hängen, mit dem sie bei der nächsten Gelegenheit und günstigem Wind auf Reisen zu neuen Ufern gehen. Weiterlesen