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Rubrik: „Schlichting! „

Diese Kategorie enthält 119 Beiträge

Senderos de luz en el agua

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

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

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

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

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

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

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

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Vielschichtige Umtriebe im Latte Macchiato

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaften 12 (2018), S. 62 – 63

Manche heißen Flüssigkeitsgemische bilden beim Abkühlen physikalisch interessante Strukturen.

Ein Mathematiker ist eine Maschine,
die Kaffee in Sätze verwandelt.
Alfréd Rényi (1921–1970) Weiterlesen

Schmelzende Eisberge

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 11 (2018) S. 68 – 69

Schwimmendes Eis taucht in Salzwasser weniger tief ein als in Süßwasser. Das gilt auch für Eisberge, weshalb sie mehr Flüssigkeit enthalten, als sie verdrängen. Dadurch hebt sich bei ihrem Abschmelzen der Meeresspiegel ein wenig.

Die Würde, die in der Bewegung eines Eisbergs
liegt, beruht darauf, dass nur ein Achtel von ihm
über dem Wasser ist
Ernest Hemingway (1899 – 1961)

Auch schmelzendes Packeis trägt – wenn auch minimal – zum Anstieg des Meeresspiegels bei (bei tief stehender Sonne vom Flugzeug aus fotografiert) –>

 

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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

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

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

Winzige Tröpfchen ganz groß

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaften 7 (2018), S. 62 – 63

Kleinste Flüssigkeitskugeln entstehen von selbst,
wenn man ihnen nur auf die richtige Weise Energie
zur Verfügung stellt.

Der Sturm fängt das aufsprühende Wasser
auf und treibt es in breiten Nebelgardinen an
der Flutlinie entlang
Harry Mulisch (1927 – 2010) Weiterlesen

Wirbel in der Teetasse

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 6 (2018), S. 62 – 63

Subtile spiralförmige Strömungen in umgerührtem Tee schichten darin verbliebene Blattstücke zu einem kleinen Häufchen in der Mitte des Tassenbodens auf.  Weiterlesen

Bizarre Unterwasserschatten

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 5 (2018), S. 68 – 69

Objekte, die auf flachen Gewässern driften, werfen oft völlig andere Schatten, als ihre tatsächlichen Umrisse vermuten lassen. Das verblüffende Phänomen erklärt sich durch unscheinbare Dellen in der Wasseroberfläche.

Wenn du alle Formen der Gewässer
gut unterscheiden willst,
dann betrachte klares Wasser von geringer Tiefe
unter den Sonnenstrahlen
Leonardo da Vinci (1452–1519)

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Minivulkane am Strand

H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 4 (2018), S. 72 – 73

Ansteigendes Meerwasser verdrängt Luft aus dem Kapillarsystem des Untergrunds und wölbt am Strand Sandkegel auf. Der Tidenwechsel glättet sie wieder und hinterlässt manchmal rätselhafte Flecken.

Im Sande des Meeres,
den noch kein Linné
nach seinen Gestalten geordnet hat

Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799) Weiterlesen

Bunte Schlieren im Fenster

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 3 (2018), S. 68 – 70

Licht wird auf seinem Weg durch eine Doppelglasscheibe an verschiedenen Grenzflächen reflektiert. Unter günstigen Umständen führt das zu eindrucksvollen Interferenz- erscheinungen.

Das Verhältnis des Lichts zur durchsichtigen Farbe ist,
wenn man sich darein vertieft,
unendlich reizend
Philipp Otto Runge (1777–1810) Weiterlesen

Surfende Wassertropfen

H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaften 2 (2018), S. 60 -61

Manche Wassertropfen driften eine Zeitlang auf einer Wasseroberfläche, ohne mit dieser sofort zu verschmelzen. Das könnte an einem Luftpolster liegen, doch womöglich sind die physikalischen Effekte komplizierter als gedacht.

Und müssen Tropfen fallen,
wenn wir entzückt werden sollen?
Johann Wolfgang von Goethe (1749 – 1832) Weiterlesen

Knirschender Schnee

Beim Laufen durch Neuschnee zerstört jeder Schritt geräuschvoll das feine, aber feste Eisgefüge in der Schneedecke.

Der Schnee schreit, ächzt, quietscht unter dem Tritte,
wie neues unschmiegsames Leder,
und wunderbare weiße Wellen sind überall
Peter Altenberg (1859 –1919)

Beim Gehen entstehen je nach Untergrund charakteristische Geräusche. Ob wir über das Pflaster eines Gehwegs spazieren, das Gras einer Wiese oder den Sand am Strand – immer begleitet uns ein anderer Sound. Als ganz besonders eindrucksvoll empfinden es viele Menschen, wenn Schnee unter den Füßen knirscht. Weiterlesen

Musikalischer Sand

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 11 (2017) S. 56 -57.

Wenn sich Sandschichten am Abhang einer Düne gegeneinander verschieben, kann das die Körner zu kollektiven Schwingungen anregen. Das Ergebnis: überraschend laute Töne.

Manche, unerbittlich nachgiebig, geben
beim Abgleiten an der Böschung
eigentümliche Töne von sich,
schrill oder tief: »klingende Sande«

Hans Magnus Enzensberger (*1928) Weiterlesen

Unverhoffte Rutschpartien

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 11 (2017) S. 56 – 57

Feuchtes Blattwerk und anderes Pflanzenmaterial kann die Reibung zwischen Schuhsohle und Untergrund plötzlich stark verringern.

Sitzen bleiben schützt allerdings
gegen die Gefahr, zu fallen.

Friedrich Hebbel (1813 – 1863) Weiterlesen

Säulen der Erde

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 10 (2017), S. 68 – 69

Wenn Lava erstarrt, erzeugen Spannungen im abkühlenden Basaltgestein ein Netzwerk von Rissen. Die Spalten formen tiefe Säulen mit einem faszinierend regelmäßigen, meist sechseckigen Querschnitt. 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

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

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

Física de las telarañas

Schlichting, H. Joachim. Investigación y Ciencia Mayo 2017 Nº 488

La seda de estos arácnidos debe algunas de sus asombrosas propiedades a un revestimiento líquido. Este ayuda a preservar la estructura de la telaraña y, al mismo tiempo, contribuye a tensar los hilos.

Las telas de araña pueden provocar reacciones opuestas. En ocasiones, sus pegajosos hilos nos causan repugnancia, como cuando descubrimos grandes nidos de polvo en las esquinas de una habitación o cuando se nos quedan enganchados al tocarlos. En otras, en cambio, la estética de una telaraña circular perfectamente tensada puede resultar cautivadora. Así ocurre cuando las vemos cubiertas de rocío o cuando despliegan un iridiscente juego de colores a la luz del sol.
Hace decenios que los científicos se interesan por este sorprendente material. ¿Qué lo hace tan elástico y, al mismo tiempo, tan estable? Hay dos razones por las que resulta tan difícil quitar las telarañas: son pegajosas y muy extensibles. Como veremos, ambas propiedades se encuentran estrechamente relacionadas.
Collares de perlas microscópicos
Las arañas construyen su tela a partir de una solución (secreción de espidroína, una especie de cristal líquido) que expulsan de su abdomen. En contacto con el aire, la mezcla se solidifica de inmediato y da lugar a una fibra extraordinariamente resistente. Las arañas pueden producir diferentes tipos de hilo en función del uso que vayan a darle. Para la estructura básica de la tela, numerosas especies, como la araña de jardín europea, tejen hilos radiales. Estos son muy rígidos y enseguida se comban si acercamos sus extremos, aunque solo sea en un pequeño porcentaje.
Sobre esta estructura radial, la araña fija a continuación una espiral fabricada con un «hilo de captura». Al contrario que los primeros, este seguirá estando tenso incluso si lo contraemos hasta un 5 por ciento de su longitud original. Esta propiedad resulta óptima para capturar presas, ya que incluso aquellos insectos que choquen contra la telaraña a gran velocidad solo la deformarán, en lugar de romperla. Por otro lado, que no resbalen por la malla ni sean catapultados en sentido opuesto, como en una cama elástica, se debe a otra importante característica de los hilos de captura: se hallan cubiertos de diminutas gotitas adhesivas, las cuales retienen cruelmente a la presa y evitan que escape. Esos puntos adhesivos se distribuyen a lo largo del hilo a intervalos muy regulares, como las perlas de un collar. Sin embargo, no es la araña la que debe encargarse de disponerlos de esa forma: el ribete de gotitas se crea de manera espontánea por pura necesidad física

PDF: Física de las telarañas

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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

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

Wenn weißer Schnee in Farben funkelt

schneefunkeln_dscf9606abrvH. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 3 (2017), S. 54 – 55

Ein jedes Stückgen Eis, ein jeder kleiner Hügel
Schien recht ein klarer Sonnen-Spiegel

Barthold Heinrich Brockes (1680–1747)

Einzelne Eiskristalle sind durchsichtig. Gerade diese Eigenschaft lässt Schnee weiß erscheinen – und unter den richtigen Bedingungen sogar bunt glitzern. Weiterlesen

Anhänglicher Schnee

img_0263rvSchlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 2 (2017) S. 58 – 59

Schnee, der sich leicht ballen läßt,
schmilzt bald.
Jean Paul (1763–1825)

Eiskristalle haften gut aneinander – dafür sorgt flüssiges Wasser. Einerseits wirkt es bei Tauwetter durch Kapillarkräfte im Flockengeäst. Andererseits benetzt selbst bei starken Minusgraden eine feuchte Schicht die Oberflächen und klebt diese direkt zusammen. Weiterlesen

Wassertropfen auf der Rennbahn

wassertropfen_auf_rennbahn_Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 12 (2016), S. 48 – 49

Es ist die Asymmetrie,
die das Phänomen hervorbringt.

Pierre Curie (1859 – 1906)

Träufelt man Wasser auf eine heiße Platte, schwebt es für lange Zeit auf dem entstehenden Dampf. Besitzt der Untergrund ein Profil, flitzt der Tropfen sogar mitunter davon.

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Die schmale Insel der Behaglichkeit

behaglichkei_rvSchlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 11 (2016), S. 56 – 58

Erkenntnis und Empfindung
gehen immer Hand in Hand
Friedrich Hebbel (1813–1863) Weiterlesen

Vorsicht – Explodierende Samenkapseln!

Springkraut_rvSchlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 9 (2016), S. 74 – 75

Das Springkraut nutzt die elastische Energie eines ausgeklügelten Systems winziger Federn, um seine Samen in die Umgebung zu schleudern.

 

… wie das Spannen einer Feder,
die, je mehr man sie dehnt,
an Kraft und Widerstand zunimmt,
bis sie jenen Zustand erreicht,
wo sie zurückschlagen muß.

Hartmut Lange (*1937)

PDF: Vorsicht – Explodierende Samenkapseln

Rundum verborgen

Glassflügel SchmetterlingSchlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 8 (2016) S. 40 – 41

Selbst transparente Objekte verraten sich oft noch durch Lichtreflexionen. Nanostrukturen können die Oberflächen entspiegeln und so nahezu unsichtbar machen.

Ist es dein Traum nicht,
einmal unsichtbar zu sein?
Rainer Maria Rilke (1875 – 1926)

Foto: Radwanul Hasan Siddique/KIT

PDF: Rundum verborgen.

Auf Biegen und Brechen

Auf_Biegen_und_Brechen-(2)

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 7 (2016), S. 42 – 43

Krümmt man einen Stab über seine Belastungsgrenze hinaus, zersplittert er meist in mehr als zwei Teile. Warum?

Nicht auf das Biegen,
auf das Brechen kommt es an
Martin Heidegger (1889 – 1976)

PDF: Auf Biegen und Brechen.

 

 

Himmlische Sphären

SeifenblasenSchlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 6 (2016) S. 44 – 47

Drückt ein Luftstrom gegen einen aufgespannten Flüssigkeitsfilm und wölbt ihn genügend stark ein, schnüren sich kugelförmige Teile ab – genannt Seifenblasen.

»Und sie reicht ihm willig Krug und Ähre,
und er bläst den Schaum,
und sieh da, die wunderschöne Sphäre
wölbt sich in den Raum,
wölbt sich auf, als obs ein Weltball wäre,
nicht nur Schaum und Traum.«
Christian Morgenstern (1871 – 1914)

PDF: Himmlische Sphären

Hüpf, Steinchen, hüpf!

495px-Stone_skimming_-Patagonia-9Mar2010klein KopieSchlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft  4  (2016), S. 46 – 47

Treffen flache Kiesel unter kleinem Winkel auf eine Wasseroberfläche, wirkt diese wie eine Sprungschanze. Das kann sich einige Male wiederholen. Weiterlesen

Wie sich Spinnennetze spannen

Wie-sich-Spinnnennetze-spanSchlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft  3  (2016), S. 46 – 47

Einige seiner erstaunlichen Eigenschaften verdankt der Spinnenfaden einer Flüssigkeitshülle. Diese hält das Seidengeflecht in Form und macht es zugleich elastisch. Weiterlesen

Zwischen weißer Pracht und Schmutzskulptur

SchneeskulpturSchlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 2  (2016), S. 48 – 49

Schneeflächen schmelzen oft ungleichmäßig und hinterlassen zahlreiche Vertiefungen. An den exponierten Stellen wiederum sammeln sich Verunreinigungen. Beide Prozesse hängen eng zusammen.

»Der Schnee ist eine erlogene Reinlichkeit.«
Johann Wolfgang von Goethe (1749 – 1832) Weiterlesen

Im Jahr des Lichts (30) – Mit Silvesterraketen bis zu den Sternen

Feuerwerk 1Heute endet nicht nur das Jahr 2015, sondern mit ihm auch das Internationale Jahr des Lichts. Ich habe auf das Jahr verteilt 30 Situationen beschrieben, in denen das Licht die entscheidende Rolle spielt. Dabei standen eher solche Phänomene im Vordergrund, die man nicht sofort mit den spektakulären, meist wissenschaftlich-technischen Errungenschaften assoziiert, an die im Rahmen des Jahres des Lichts wohl eher gedacht worden war. Mir ging es mehr um alltägliche, oft als  selbstverständlich angesehenen Phänomene, die durch das Licht hervorgebracht werden, oder die wir dem Licht verdanken, ohne dass uns das im Einzelnen so richtig bewusst ist. Weiterlesen

Kunst unter der Eisdecke

Eis-auf-Pfützen_0008Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft  12  (2015), S. 56 – 57

Statt einfach nur spiegelglatt zu werden, bilden frierende Wasserflächen oft seltsame Strukturen – geformt durch die wechselhaften Bedingungen in dieser sehr speziellen Umgebung.

Sie schafft ewig neue Gestalten;
was da ist, war noch nie,
was war, kommt nicht wieder –
alles ist neu, und doch immer das Alte

Johann Wolfgang von Goethe (1749 – 1832)

Im Winter bereiten frisch zugefrorene Wasserpfützen besonders Kindern ein Vergnügen. Unter ihrem Stampfen bricht das Eis mit einem krachenden Geräusch und legt eine matschige Brühe frei. Die meisten Eltern dürften sich dabei über die verschmutzten Schuhe ärgern, doch mich betrübt mehr die Zerstörung der oft verborgenen Skulpturen. Denn diese sind häufig ästhetisch ansprechend und fordern die physikalische Intuition heraus: Eine zufrierende Wasserpfütze zeigt eine beeindruckende Formenvielfalt wie kaum ein anderer Phasenübergang vom flüssigen in den festen Zustand. Das steht im krassen Widerspruch zur schlichten Schulweisheit, wonach Wasser bei Unterschreiten des Gefrierpunkts von null Grad Celsius erstarrt und in Eis übergeht. Es ist dann eine an Glas erinnernde feste Substanz – und sonst nichts.

Schon bei der eigenen Herstellung von Eiswürfeln im Gefrierschrank kann man einige Überraschungen er­leben. Sei es, dass sie manchmal mit zapfenförmigen Auswüchsen versehen sind, oder, dass heißes Wasser erstaunlicherweise oft schneller erstarrt als kaltes. Von all dem ist im Physikunterricht üblicherweise nicht die Rede. Dabei handelt es sich bei den Phänomenen nicht etwa um bloße Launen der Natur. Zwar spielt der Zufall bei der Kristallbildung eine wesentliche Rolle, aber er ist eingebunden in zwangsläufige Vorgänge, und diese lassen sich im Prinzip physikalisch erschließen. Dazu reicht nicht immer der bloße Anblick der Muster aus; oft braucht man Kenntnisse über die Vorgeschichte. Und manchmal kommt man nicht umhin, die Pfütze zumindest teilweise zu dekonstruieren, indem man etwa eine Eisscholle heraustrennt, um die Unterseite genauer zu untersuchen. …

PDF: Kunst unter der Eisdecke