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Rubriken: „Spielwiese“ und „Blickwinkel“

Diese Kategorie enthält 103 Beiträge

Die einfachste Eisenbahn der Welt

EisenbahnSchlichting, H. Joachim; Schlichting, Jan. Physik in unserer Zeit 47/3, S. 130 -33

Eine einfache Batterie, je mit einem Zylindermagneten an den Polen versehen, saust durch eine Spule wie eine Eisenbahn durch einen Tunnel. Die Magnete leiten den Strom durch die Spule und wechselwirken mit dem dadurch hervorgerufenen elektromagnetischen Feld.

Video auf YouTube

Das unermüdliche Maxwell-Rad

Maxwell RadUcke, Christian; Schlichting, H. Joachim. Physik in unserer Zeit 46/1 (2015) 40 – 43

Sisyphus musste bekanntlich einen Stein mühsam bergauf bewegen, der dann immer wieder hinunter rollte. Das bekannte Maxwellsche Rad bereitet vielen Physikstudenten in intellektueller Hinsicht ähnliche Mühe. Es gibt jedoch kreative und unterhaltsame Variationen dieses Klassikers.

(ein Video Maxwellrad sowie ein weiterführender Text zur quantitativen Analyse finden sich auf http://www.phiuz.de Special Features/Zusatzmaterial zu den Heften).

PDF kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Der weiße Streifen im Regenbogen

Roter RegenbogenSchlichting, H. Joachim. Physik in unserer Zeit 45/6 (2014) 308

Regenbögen weisen bei Sonnenuntergang manchmal einen weißen Streifen auf. Additive Farbmischung ist hier im Spiel.

Der Mangel an Farben und die dadurch  für den Einen oder Anderen eingeschränkte Ästhetik des abendlichen Regenbogens wird für die eher an dem physikalischen Hingergrund interessierten LeserInnen vielleicht durch die weitgehenden Schlüsse, die aus dem weißen Streifen gezogen werden können, ausgeglichen.

Streng geheim – Der ewige Kreisel

Ewiger KreiselUcke, Christian; Schlichting, H. Joachim. Physik in unserer Zeit 45/6 (2014) 284 – 287

Es wäre schön, wenn ein einmal angedrehter Kreisel nie mehr aufhören würde sich zu drehen. Solche „ewigen Kreisel“ gibt es tatsächlich. Sie verfügen über eine externe Energiezufuhr oder eingebaute Energiequelle, die eine Laufzeit von mehreren Stunden oder Tagen erlaubt. Ewig laufen sie natürlich nicht.

PDF kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Die rätselhafte Kettenfontäne

Kettenfontäne-1bSchlichting, H. Joachim; Ucke, Christian. In: Physik in unserer Zeit 45/5 (2014) 234 – 237Kettenfontäne-1a

Eine aus einem Becher heraus gleitende Kugelkette rutscht nicht einfach über den Rand, sondern steigt wie eine Fontäne steil nach oben auf, bevor sie zu Boden fällt. Ein überraschendes Verhalten, das den Gesetzen der Schwerkraft zu widersprechen scheint.

Die Fontäne im Video

Eine quantitative Modellierung findet man hier.

PDF: Kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Unendliche Spiegelfechtereien

Unendliche SpiegelfechtereienUcke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 45/4 (2014), S. 181-185

Mit Spiegeln lassen sich überraschende Effekte erzielen. Zwei einander gegenüberstehende Spiegel erzeugen Vielfachreflexionen mit enormer Tiefenwirkung. Begehbare Spiegeldreiecke und Spiegellabyrinthe irritieren die Wahrnehmung mit unendlich vielen Reflexionen.

PDF: Unendlichkeitsspiegel

Höllenlärm am Autofenster

AutofensterSchlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 45/3 (2014), S. 151-52

Ein geöffnetes Fenster kann ein fahrendes Auto zu einem Helmholtz-Resonator mit unangenehmen Tönen machen. Mit einer einfachen Rechnung lässt sich die Frequenz des Tones abschätzen.

Hilfe, mein Auto scheidet Schnee aus!

Auspuff_Raureifstruktur_rvSchlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 44/6 (2013), S. 272-273

An kalten Wintertagen kann der Wasserdampf in den Abgasen eines Autos schneeweiße Raureifbeläge auf dem kalten Pflaster hervorrufen.

PDF: kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Paradoxe Schatten

paradoxe SchattenUcke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 44/6 (2013), S. 272-273

Das Licht der Sonne erzeugt von einem in Wasser schwimmenden Ball unter gewissen Bedingungen mehrere Schatten. Dieser scheinbar paradoxe Effekt lässt sich ganz klassisch mit dem Brechungsgesetz erklären.
Lebte man auf einem Planeten, der um ein Doppelsternsystem kreist, würde man sich nicht wundern, wenn man hinter einem Gegenstand zwei Schatten sieht. Es gibt tatsächlich derartige, in Wirklichkeit ziemlich unwirtliche Planeten, beispielsweise Kepler-16b und Kepler-34b. In der Science-Fiction-Saga Star Wars mit Luke Skywalker wurde ein entsprechender, allerdings lebensfreundlicher Planet namens Tatooine vorweggenommen. Sieht man jedoch auf der Erde in einem flachen Kinderswimmingpool bei einem schwimmenden, steil von einer Sonne beleuchteten Ball sogar drei Schatten, so erzeugt das Irritationen und Neugierde zugleich.

PDF: kann beim Autor angefordert werden (Schlichting@uni-muenster.de)

Manchmal hilft nur Trägheit

Clip_144Schlichting, H. Joachim, Ucke, Christian: In: Physik in unerer Zeit 44/5 (2013), S. 240-242

Was auf den ersten Blick wie ein simples Geduldsspiel erscheint, ist in Wirklichkeit ein raffiniertes physikalisches Spielzeug: die Kugelwippe. Was mit Geduld nur sehr schwer zu erreichen ist, gelingt mit einem physikalischen Trick.

PDF: Kann beim Autor angefordert werden.

Der Scheinriese im Säulengang

Schlichting, H. Joachim. In : Physik in unClip_142serer Zeit 44/4 (2013) 190

Ein Säulengang, der kürzer ist, als er erscheint, lässt Menschen scheinbar wachsen, wenn sie durch ihn hindurchgehen. Die geschickte optische Täuschung eines Architekten aus dem 17. Jahrhundert befindet sich in einem alten Palast in Rom.

PDF: Kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Warum Getreidesilos manchmal platzen

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 44/3 (2013), S. 147- 14Clip_1408

Trotz einer langen Tradition in der Konstruktion von Getreidesilos lassen sich auch heute noch platzende und zusammenbrechende Silos nicht vermeiden. Das Phänomen ist Gegenstand der aktuellen Forschung.

PDf: Sonderdrucke können vom Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Schillernde Spinnennetze

Irisierende Spinnenetze2Schlichting, H. Joachim, Suhr, Wilfried. In: Physik in unserer Zeit 44/3 (2013), S. 121- 127

Beugungserscheinungen in Spinnenfäden
Spinnennetze bieten im Gegenlicht ein intensives Farbenspiel. Ursache hierfür sind Beugungserscheinungen an den mikroskopisch kleinen Strukturelementen der Fäden. Diese eindrucksvollen Phänomene lassen sich im Labor mit einfachen Mitteln untersuchen.

PDF: Sonderdruck kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Impulserhaltung beim Putt-putt-Boot

DSCF3465rvDas Putt-putt-Boot saugt Wasser und stößt es wieder aus. Warum sollte es sich dann von der Stelle bewegen? Eine verbreitete Antwort besteht darin, dass die unterschiedliche Form der Wasserjets beim Ausstoßen und Einsaugen einen unterschiedlich starken Impuls übertragen würden. In einem kürzlich erschienenen Artikel haben wir im Anschluss an Publikationen von Alejandro Jenkins darauf hingewiesen, dass aus ganz anderen Gründen in der Phase des Einsaugens kaum Impuls auf das Boot übertragen wird. Dazu gab es einen Leserbrief und unsere Antwort, die im folgenden PDF-Dokument eingesehen werden können.

PDF:  Antrieb des Putt-putt-Bootes

Verräterische Lichtmuster in der Teetasse

IMG_4469rvSchlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 44/2 (2013), S 98-99

Ein senkrecht durch eine dünne Wasserschicht dringender Laserstrahl zeichnet auf dem Boden eines Gefäßes ein strukturiertes Ringsystem. Ursache ist die diffuse Reflexion am Tassenboden.

PDF: Verräterische Lichtmuster in der Teetasse

Lauftiere: Vom Spielzeug zum Roboter

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 43/6 (2012), S. 296 – 299

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Lauftiere wackeln eine schiefe Ebene hinunter. Schon Kleinkinder sind fasziniert von diesem über hundert Jahre alten Spielzeug. Ingenieure beschäftigen sich aktuell damit, da sich mit dem dahinter stehenden Prinzip überraschend energiesparende Konstruktionen von Laufrobotern realisieren lassen.

PDF: Lauftiere-Vom Spielzeug zum Roboter

Optische Tropfenexplosion

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 43/5 (2012) 254.

Durch die Sonne oder ein Blitzlicht erleuchtete Tröpfchen auf einer
Fensterscheibe scheinen sich strahlenförmig nach außen zu orientieren. In Wirklichkeit sind sie zufällig verteilt. Wie kommt dieses Phänomen zustande?

PDF: Optische Tropfenexplosion

Leonardos Kreuz in der Teetasse

Schlichting, H. Joachim; Suhr, Wilfried. In: Physik in unserer Zeit 43/ (2012) 244 – 245.

Schon Leonardo da Vinci bemerkte, dass eine Blase auf der Oberfläche eines mit Wasser gefüllten Gefäßes an dessen Boden unerwartete Lichtmuster erzeugt. Verantwortlich dafür sind komplexe Lichtbrechungen in der Blase.

PDF: Leonardos Kreuz in der Teetasse

Flugzeuge mit Farbrändern

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 43/4 (2012), S. 202

Auf Bildern von Google Earth finden sich manchmal Flugzeuge mit einem Farbsaum. Selbst Wolken zeigen auf Satellitenaufnahmen mitunter dieses Phänomen. Ursache ist die Aufnahmetechnik.

PDF: Flugzeuge mit Farbrändern

Ein Geodreieck als optisches Gitter

Schlichting, H. Joachim; Suhr, Wilfried. In: Physik in unserer Zeit 43/4 (2012), 198-199

Der spielerische Umgang mit Alltagsgegenständen fördert manchmal erstaunliche Erkenntnisse zu Tage: Ein äußerlich makellos erscheinendes transparentes Geodreieck zeigt Beugungserscheinungen wie ein Strichgitter.

PDF: Ein Geodreieck als optisches Gitter

Getunkt und nicht gebröselt

Schlichting, H. joachim. In: Physik in unserer Zeit 43/1 (2012), S. 45

Nicht nur in der Weihnachtszeit muss man sich genau überlegen, ob man Kekse trocken und bröselig zu sich nimmt oder ob man ihnen durch Eintunken in ein heißes Getränk eine mundgerechtere Konsistenz verleiht. Warum manche Menschen aufgeweichte Kekse mögen, muss hier unbeantwortet bleiben. Uns interessiert lediglich die Frage, warum ein harter Keks seine Konsistenz in einer Flüssigkeit so drastisch verändert.

Stroboskopische Spielereien

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 42/6 (2011), S. 202 -204

Stroboskopische Erscheinungen sind aus Discos weithin bekannt. Sie haben jedoch auch eine eminente technische Bedeutung. Und sie laden zu spielerischem Mitmachen ein, seitdem es ein günstiges Stroboskop gibt. Eine Verwandtschaft besteht zu optischen Spielzeugen wie dem Phenakistiskop und dem Zoetrop.

PDF:Stroboskopische Spielereien

Atomix – handliche Festkörperphysik

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 42/4 (2011) S. 192 – 195.

Atomix ist ein kinetisches Kunstobjekt, das zugleich ästhetisch ansprechend und lehrreich ist. Es ermöglicht eine Anschauung des frappierenden Verhaltens der Selbstordnung von vielen Kügelchen als Analogie des atomaren Aufbaus und des Umordnungsverhaltens von Festkörpern und Flüssigkeiten.

PDF: Atomix-Handliche Festkörperphysik

Schneemuster auf Pflastersteinen

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 42/1 (2011), S. 47

Fällt Schnee auf ein Steinpflaster, so zeichnet er die Fugen und Steine nach. Doch während er in einem Fall auf den Steinen schmilzt, bleibt er im anderen Fall auf ihnen liegen. Welcher physikalische Mechanismus sorgt für dieses unterschiedliche Verhalten?

Wasserhammer – Ein Hammer aus Wasser

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 42/1 (2011), S. 44- 45

Schnell bewegtes Wasser kann harte Geräusche erzeugen,die man einer Flüssigkeit nicht unbedingt zutrauen würde.Mit einem als Wasserhammer bekannten Kunstobjekt und einem einfachen Freihandexperiment kann man dem zugrunde liegenden Phänomen auf den Grund gehen.

PDF: Ein Hammer aus Wasser

Die Unendlichkeit ist grün

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 41/6 (2010), S. 306

Ein beliebtes Phänobjekt in Science Centern ist der Unendlichkeitsspiegel. Man blickt durch ein in der Rückwand eines Spiegels angebrachtes Loch in einen vermeintlich unendlich langen Schacht. In Wirklichkeit rufen zwei nahezu parallel und mit der Spiegelseite zueinander aufgestellte Spiegel diese Illusion hervor. Erstaunlich ist bei genauem Hinsehen, dass die Unendlichkeit grün zu sein scheint

Spielerisches Bimetall

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 41/4 (2010), 198-200

Bimetalle sind technisch weit verbreitet und finden in Thermometern oder als Schalter vielfältige Verwendung. Bei der Klickscheibe oder der Lichtwippe werden Bimetalle in spielerischer
Form eingesetzt. Eine eher künstlerische Variante ist ein Klangspiel mit Bimetallantrieb.

Spiele mit dem Schwerpunkt

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 41/2 (2010), 93 – 96

Manche ästhetisch ansprechenden Haushaltsgegenstände nutzen gewollt ein spielerisches Umgehen mit dem Schwerpunkt aus. Ein Salzstreuer verhält sich wie ein Stehaufmännchen, ein Trinkbecher neigt sich umso mehr, je weniger Flüssigkeit in ihm enthalten ist er geht regelrecht zur Neige.

Farbige Moirémuster als Naturphänomen

Schlichting, H. Joachim; Suhr, Wilfried. In: Physik in unserer Zeit 41/3 (2010) 41 – 43

Ringwellensysteme auf der Wasseroberfläche eines Swimmingpools können unter bestimmten Bedingungen farbige Ringe hervorrufen, die sich als ein Moiré-Muster erweisen. Es entsteht aus einer Überlagerung der Ringwellen mit deren Projektion auf dem Boden des Pools. Moiré-Effekte sind im technisch-wissenschaftlichen Alltag häufiger beobachtbar – in der Natur dagegen selten.

PDF: Farbige Moirémuster als Naturphänomen

Lamellen und Linsenrasterbilder – Morphing, Zoom und 3D

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 41/1 (2010), 43 – 46

Wackel- oder Wechselbilder und sogar 3D-Bilder werden schon seit über fünfzig Jahren mit der Linsenrastertechnik realisiert. Auch für ein 3D-Fernsehen ist diese Technik in der Diskussion. Der Vorteil liegt darin, dass man keine Hilfsmittel wie eine Brille oder Spiegel benötigt.

PDF: Lamellen und Linsenrasterbilder – Morphing, Zoom und 3D

Gekrümmte Ansichten

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 40/6 (2009), 314

Schaut man durch ein gefülltes Weinglas auf einen Stift, so verwandelt sich das Bild in eine Art dreiarmigen Lüster. Dieses reizvolle Phänomen wird durch Mehrfachabbildungen erzeugt.

Handgemachte Hologramme

Schlichting, H. Joachim; Ucke, Christian. In: Physik in unserer Zeit 40/6 (2009), 309 – 314

Wenn man die Reflexe einer Lichtquelle auf einer CD beidäugig betrachtet, kann man einen virtuellen, räumlich aus der CD herausragenden Lichtbalken sehen. Dieses an ein Hologramm einer zweidimensionalen Lichtspur erinnernde Phänomen lässt sich gezielt nutzen, um mit einfachen Mitteln räumliche
Bilder von einfachen Punktzeichnungen herzustellen.

PDF: Handgemachte Hologramme

Das Farbenspiel transparenter Folien

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 40/5 (2009), 262

Transparente Zellophanfolie, wie man sie beispielsweise zum Einwickeln von Blumensträußen benutzt, kann den Blumen ästhetisch durchaus Konkurrenz machen. Voraussetzung ist allerdings, dass man sie im Lichte des blauen Himmels auf einer gläsernen Unterlage betrachtet.

PDF: Das Farbenspiel transparenter Folien

Das Sehen der Polarisation

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 40/4 (2009), S.  211.

Wenn der Blick in den blauen Himmel ein gelbes Büschel sichtbar werden lässt, so muss es kein Augenfehler oder Einbildung sein. Es kann sich um ein Phänomen handeln, in dem das Polarisationssehen des Menschen zum Ausdruck kommt.

PDF: Das Sehen der Polarisation

Die Magnetkanone

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 40/3 (2009), 152-155

Zur Beruhigung: Hier geht es nicht um Militärisches. Mit den heutzutage günstig erhältlichen magnetischen Kugeln aus Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) und Stahlkugeln lässt sich schnell eine Art Minibeschleuniger bauen, der manchmal auch als Gaußsche Kanone bezeichnet wird.

PDF: Die Magnetkanone