Wie ein Blitz zeigt sich hier der Rand einer Wolke und verrät, dass hinter ihr die Sonne scheint. Warten wir es also ab, bis sie sich in ihrer ganzen Pracht zeigt und genießen vorerst die eindrucksvollen Blautöne.
Eine dicke Wolke absorbiert das Sonnenlicht. Das heißt nicht ganz. Denn dort wo sie dünner ist, am ausfransenden Rand, kommen einige Sonnenstrahlen hindurch. Sie haben bei ihren Reflexionen an den Wassertröpfchen nur einen Teil an Intensität verloren und erscheinen durch den starken Kontrast zur übrigen Wolke besonders hell. Dieser Kontrast macht auch die Naturschönheit dieser Szenerie aus. Solche kontrastreichen Ränder von Wolken beherbergen oft bemerkenswerte Pareidolien. In diesem Fall sehe ich das Profil eines Gesichts mit Knollnase.
Diesen Frosch habe ich eine zeitlang beobachtet. Wenn ich ihm zu nahe kam, floh er zwar, begab sich aber immer wieder zu dieser Stelle zurück. Statt im verhältnismäßig kühlen Wasser zu chillen, macht er es sich in einer Art Badewanne gemütlich, die auf dem Sonnenlicht absorbierenden Seerosenblatt deutlich wärmer ist. Natürlich fällt auch Sonnenlicht in den übrigen Teich und wird zum großen Teil absorbiert. Aber die Wasserfläche ist im Verhältnis zum Wasservolumen deutlich kleiner als bei der Froschbadewanne. Und daher erhöht sich die Wassertemperatur wesentlich langsamer.
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 →
Eine schöne pralle Kirsche ist wie ein Wölbspiegel, wenn man nicht allzu große Ansprüche an die Wiedergabequalität stellt. Mit etwas gutem Willen sieht man zumindest schemenhaft sein eigenes Gesicht gespiegelt (rechte Kirsche auf dem Foto). Die Oberfläche der Kirsche reflektiert das auftreffende Sonnenlicht sowohl diffus als auch spiegelnd. Aufgrund der diffusen Reflexion, die durch Absorption des weißen Lichts und Emission des roten Anteils zustande kommt, erhält die Kirsche ihre charakteristische Farbe. Ein Teil des auftreffenden Lichts dringt jedoch gar nicht so tief in die Kirsche ein. Es wird an der glatten Oberfläche spiegelnd reflektiert. Auch wenn der Anteil des spiegelnd reflektieren Lichts so gering ist, dass es die Gegenstände, von denen das Licht ausgeht, nur schwer zu erkennen sind, machen sie den Glanz der Kirsche aus. Blickt man aus einem Winkelbereich auf die Kirsche, aus dem das Licht der Sonne von ihr spiegelnd ins Auge des Betrachters reflektiert wird, kann das diffus reflektierte rote Licht völlig überstrahlt werden (siehe oberer Teil der linken Kirsche). Es entsteht der kugeligen Form der Kirsche entsprechend ein fast kreisförmiger weißer Fleck dessen Ränder allmählich ins typische Rot der Kirsche übergehen. Aber nicht nur das Rot wird hier ausgelöscht. Selbst der grüne Stängel der linken Kirsche erscheint weiß. Auch unterhalb der linken Kirsche ist ein weißer Fleck auf dem grünen Blatt zu erkennen, der ebenfalls der spiegelnden Überstrahlung zu verdanken ist. Normalerweise werden die Grenzen zwischen den Bildern verschiedener Objekte auf der Netzhaut deren unterschiedlichen Farb- und Helligkeitseindrücken entsprechend gezogen. Bei sehr hellen Objekten werden die Rezeptoren aber über die Sättigung hinaus angesprochen und dadurch so stark erregt, dass gleich auch noch einige der benachbarten Rezeptoren reagieren. Dadurch entsteht dann der Eindruck, dass es auch an der entsprechenden Stelle des Netzhautbildes noch hell ist, obwohl es „in Wirklichkeit“ nicht der Fall ist. Wie die Abbildungen zeigen, treten ähnliche Überstrahlungen des intensiv belichteten Bereichs auch auf dem Foto auf. Auf der rechten Kirsche sieht man ebenfalls einige helle Flecken. Sie sind jedoch von geringerer Intensität und haben einen schwach bläulichen Schimmer. Dafür sind Partien des durch die Blätter des Kirschbaumes hindurch leuchtenden blauen Himmels verantwortlich, die gerade so orientiert sind, dass ihr Licht zum Beobachter hin reflektiert wird. Die Überstrahlung der diffusen Reflexion des roten Kirschenlichts durch die spiegelnde Reflexion darf nicht dahingehend missverstanden werden, dass die diffuse Reflexion unterbunden wird. Sie nimmt ebenfalls mit der Intensität des einfallenden Sonnenlichtes zu. Das kann man zum Beispiel daran erkennen, dass die Kirsche in den Bereichen intensiv rot erscheint, aus denen kein spiegelnd reflektiertes Sonnenlicht kommt. Die Intensität des diffus reflektierten roten Lichts ist sogar so groß, dass die Kirsche wie eine kleine rote Laterne wirkt. Auf diese Weise werden die in der Nähe der Kirsche befindlichen grünen Blätter nicht nur von der Sonne und dem Himmel, sondern auch von der leuchtenden Kirsche angestrahlt. An einer Stelle sieht man daher das grüne Blatt rot schimmern, weil es zufällig günstig zum Beobachter hin orientiert ist. Würde dieser seinen Blickwinkel ändern, sähe vielleicht eine andere Stelle rot gefärbt aus. Neben den Farben rot und grün ist auch noch das durch die Lücken zwischen den Blättern hindurchschimmernde Licht des blauen Himmels zu sehen.
Ich blicke aus einem Gebäude hinaus auf eine Geschäftsstraße und in das Schaufenster eines Geschäfts, das senkrecht zur Straße orientiert ist. Es zeigt mir mit beachtenswerter Präzision die Fortsetzung der dem direkten Blick verborgenen Fortsetzung der Straße nach links. Das passt ziemlich genau, selbst die Perspektive stimmt in etwa. Lediglich ein gewisser Schwund an Licht lässt das Spiegelbild dunkler erscheinen, denn transparente Medien, wie hier die Glasscheibe, lassen den wesentlichen Teil des auftreffenden Lichts durch.
Ich hatte mir für diesen Tag vorgenommen, die vom Wind verwehten Weidenkätzchen zusammenzufegen. Als ich morgens ans Werk gehen wollte, fand ich diesen Anblick vor. Der Wind hatte volle Arbeit getan. Recht so, denn er hatte vorher ja auch die Unordnung erzeugt.
Erklärung des Rätselfotos des Monats März 2022
Frage: Geht hier alles mit rechten Dingen zu?
Antwort: Ja. Aber es ist nicht leicht einzusehen, weil hier die reale und die Spiegelwelt einander „überlagern“. Und es ist noch schwieriger, es zu beschreiben. Die Situation ist die Folgende: Es handelt sich um die Empfangshalle eines Hotels, die mit dunklen spiegelglatten Steinfliesen ausgelegt ist. Diese spiegeln die Umwelt bei schräger Ansicht nahezu perfekt. Bei steiler Aufsicht wie man sie normalerweise erfährt, wenn man sich auf dem Fliesenboden fortbewegt, merkt man kaum etwas von der irritierenden Spiegelung. Denn je kleiner der Reflexionswinkel, desto geringer ist die Intensität des reflektierten im Vergleich zum absorbierten Licht. Bei großem Reflexionswinkel ist der Anteil der reflektierten Lichtintensität oft so groß, dass die sich dadurch auftuende Spiegelwelt in der Wahrnehmung dominiert. Um Ordnung in die auf dem Foto dargestellte Situation zu bringen ist es hilfreich, die goldenen Ringe der Säulen zu betrachten. Dort hat die Säule Kontakt mit dem Fliesenboden. „Darunter“ befinden sich die gespiegelten Säulen. Man sollte versuchen, sie zunächst aus der Betrachtung heraus zu halten. Auf diese Weise kann es dann gelingen, die räumliche Tiefe realistisch einzuschätzen und insbesondere zu erkennen, dass sich die rechte Säule wesentlich weiter im Hintergrund der Szenerie befindet als die Person.
In Museen und anderen Ausstellungsgebäuden sind oft auch die Toiletten sehenswert. Hier befinde ich mich in einem ziemlich großen Raum rundum mit Waschbecken und Spiegeln ausgestattet, aber coronabedingt gähnend leer (siehe Foto). Als ich vom Händewaschen aufblicke, erscheint mir auf einmal die Leere bis in die Unendlichkeit aufgebläht und gibt im ersten Moment einen völlig unwirklichen Eindruck ab. Da dem Spiegel rückwärtig ein weiterer Spiegel gegenüber hängt, spiegeln sich die Spiegel – aus Langeweile? – gegenseitig ab. Vermutlich auch, wenn ich nicht dabei bin – denke ich jedenfalls. (Das quantenphysikalische Problem wonach durch die Beobachtung einer Gegebenheit der Beobachter diese beeinflusst, scheint hier jedenfalls nicht relevant zu sein). Durch die gegenseitige Spiegelung der Spiegel ist es nicht zu vermeiden, dass auch die Spiegelungen des jeweils gegenüberliegenden Spiegels gleich mit gespiegelt werden und wenn sie schon dabei sind, so spiegeln sie auch die Spiegelungen der Spiegelungen und so weiter ad infinitum. Naja, jedenfalls bis ein gründunkles amorphes Etwas entsteht. Da mein Konterfei nun auch noch zwischen die Fronten geraten ist – trotz aller Anstrengung, ließ sich das nicht ganz vermeiden – muss es das Spielchen wohl oder übel mitmachen. Das änderte sich auch dann nicht, als ich die Kamera in Anschlag brachte, um dieses Erlebnis zu dokumentieren – sie integrierte sich ohne Umschweife auch noch ins Bild. Hier trieft es nur so von Selbstbezüglichkeit. Aber was gibt es da wirklich zu sehen? Zunächst einmal tut sich ein nahezu unendlich großer Raum auf, der nur dadurch daran gehindert wird, das Unendliche zu erreichen, dass zum einen die Spiegel nicht ganz parallel zueinander ausgerichtet sind. Der dadurch bedingte leichte Silberblick führt zu einer Kurve, die noch im Endlichen uneinsehbar und uneinsichtig wird. Hinzu kommt zum anderen, dass die Spiegel einen weiteren irdischen Mangel aufweisen – sie absorbieren einen zwar winzigen aber endlichen Teil des Lichts. Dieser summiert sich allerdings auf dem Wege zur Unendlichkeit rasend schnell zur Lichtlosigkeit, vulgo Dunkelheit, in der wir endlichen Wesen nichts mehr sehen können. Doch was um alles in dieser beschränkten Welt lässt das Licht im zunehmenden Grün verglimmen? Die Antwort ist abermals im Verhalten der Spiegel zu suchen. Denn offenbar schlucken sie nicht alle Farben des weißen Lichts gleichermaßen, sondern vor allem diejenigen, die als Komplementärfarbe dieses für Fensterglas typische Grün zurücklassen. Diese Farbe kennen wir. Wenn wir nämlich durch eine sehr dicke Scheibe blicken oder auf die Kante einer Scheibe, macht sich dieses Glasgrün (nicht grasgrün) bemerkbar. Beim Durchgang des Lichts durch die Glasscheibe des Spiegels und – nachdem es an der verspiegelten Rückwand reflektiert wurde – ist ähnlich wie bei unseren Fensterscheiben von einer Grüntönung noch nichts zu bemerken. Wenn sich aber die Durchgänge häufen, addieren sich die geringen Absorptionen, so als blickte man durch eine sehr dicke Glasschicht. Auf irritierend könnte vielleicht die folgende Überlegung sein: Das Spiegelbild ist etwas Virtuelles. Es ist uns verwehrt in die virtuellen Räume dieser Spiegelungen der Spiegelungen usw. nicht eintreten – das kann nur Alice* – aber die Aufsummierung der Virtualitäten scheint ganz reale Folgen zu zeitigen, das Licht wird geschluckt und zwar lange bevor die Unendlichkeit (der man ja so einiges Irreales zutraut) erreicht ist. Ich verließ diesen Raum des Museums mit einem tieferen Eindruck als alle übrigen Räume zusammen hinterlassen hatten.
* Lewis Carroll. Alice hinter den Spiegeln. Frankfurt 1974
Erklärung des Rätselfotos des Monats Januar 2022 Frage: Wie kommt es zu den weißen Nadeln? Antwort: Diese filigranen und gegen Berührung sehr sensiblen Kunstwerke der Natur entstehen, wenn die Temperatur einige Grade (-8 °C) unter Null liegt und die Wasserdampfkonzentration sehr hoch ist (relative Feuchte über 90%). In der Nähe von kalten Gegenständen überschreitet die relative Feuchte 100 % und die überschüssigen Wasserdampfmoleküle tendieren unter derartigen Bedingungen dazu, sich an kalten Gegenständen niederzulassen und sich auf diese Weise am Aufbau von Eiskristallen zu beteiligen (Resublimation). Am günstigsten sind die Stellen, an denen sich bereits kleine Kristalle befinden. Daran docken die Moleküle an und die Kristalle wachsen wie in diesem Fall meist nadelartig nach außen dem Nachschub entgegen. Dieser wird mit dem Wind herbeigeführt. Eis ist an sich transparent. In Form winziger Kristalle reflektiert es die von den Objekten ausgehenden Lichtstrahlen jedoch in alle Richtungen, sodass die nachbarschaftlichen Beziehungen zwischen ihnen verlorengehen und damit die Transparenz durch ein zauberhaftes Weiß ersetzt wird (Lichtstreuung).
Dieser Wald ist an einer Stelle derart hell, dass es im ersten Moment so aussieht, als würde das Blattwerk aus sich heraus leuchten. Es ist aber nur das einfallende Sonnenlicht, das hier von den Blättern bereitwillig wieder abgegeben wird. Dadurch dass im Herbst viele Bäume ihren Blättern das Blattgrün entziehen, nehmen diese meist die Farbe der zurückbleibenden Farbstoffen an, die bislang vom Blattgrün überdeckt wurden. Dies sind vor allem Carotinoide und Gerbstoffe. Die Carotinoide treten in dem Maße hervor, wie das Blattgrün verschwindet und färben beispielsweise Birkenblätter und Lärchenblatter gelb. Die Gerbstoffe sind für die Braunfärbung von Buchen und Eichen verantwortlich. Bei manchen Bäumen werden aber aber auch Farbstoffe, z.B. die Anthocyane neu gebildet. Sie sollen das Blatt solange vor Schädigungen durch das Sonnenlicht zu schützen, wie die Nährstoffe gesichert werden. Anthocyane rufen die Rotfärbung mancher Bäume, zum Beispiel beim Ahorn oder wilden Wein hervor. Im vorliegenden Fall reflektieren die zurück gebliebenen hellen Farbstoffe mehr Licht als es normalerweise der Fall war..
In den letzten Tagen war ich noch vor der Sonne aufgestanden. Und da ich mich am Meer befand, ließ ich mir das Erlebnis der gegenseitigen Begrüßung nicht nehmen. Zugegeben, das ist im Winterhalbjahr leichter als im Sommerhalbjahr, aber der Weg zum Meer war auch noch einzurechnen. Meistens brauchte die Sonne noch eine Strecke, um durch eine diffuse Horizontbewölkung hindurchzukommen. Je nach deren Dichte gab es dann einige Vorgeplänkel partieller Sichtbarkeit der Sonnenscheibe, bis sie dann mit praller Strahlkraft durchbrach und mich zwang, die Augen zu senken. Dass die Sonne sich aus der Dunstschicht erhebt, ist auch an ihrer uneinheitlichen Färbung zu erkennen. Im unteren Bereich wird noch so viel Licht von der mit der Höhe sich verflüchtigenden (Warum?) Dunstschicht absorbiert, dass die Lichtintensität unseren Augen noch nichts anhaben kann. Es sind vor allem die langwelligen Anteile Rot und Gelb zu erkennen, die vom weißen Sonnenlicht nach der langen Passage schräg durch die Atmosphäre übrig bleiben. Im oberen Bereich der Sonnenscheibe ist bereits das gleißende Weiß des Sonnenlichts zu sehen ist, das kurze Zeit später die ganze Sonnenscheibe erfüllt. Wenn man den Sonnenaufgang bewusst auf sich wirken lässt, wird man erstaunt sein, wie schnell die Sonne sich erhebt. Es dauert nur etwas mehr als 2 Minuten bis die Sonne ihren eigenen Durchmesser durchlaufen hat. Dieser Eindruck von Schnelligkeit entsteht vor allem deshalb, weil man den Horizont als Bezugslinie im Blick hat, von dem sich die Sonne entfernt.
Gestern Abend als es schön dämmerte fielen mir die farbkräftigen Blüten der Goldrute durch ihr intensives, die anderen Farben dominierendes Gelb auf. Es war als würden sie von innen leuchten. Der Blauschimmer des Himmels kann im Unterschied zu den meisten anderen Farben dem Gelb nichts anhaben, weil offenbar der vergleichsweise starke Blauanteil im Abendlicht von den gelben Blüten absorbiert wird. Denn Gelb ist die Komplementärfarbe von Blau, jedenfalls von diesem Blau. Um diese These zu überprüfen, habe ich das Foto in den Komplementärfarben daneben gestellt. Und siehe da, das Gelbe wird durch ein kräftigen Blau ersetzt. Und der unten links zu sehende Straßenabschnitt, der das Blau des Himmels besonders gut wiedergibt, nimmt stattdessen einen erstaunlich satten Gelbton an.
Als ich am frühen Morgen einen meiner Krummhörn Spaziergänge unternehme, ist die Sonne noch nicht aufgegangen. Die tieferen Gefilde sind noch in ein weitgehend monochromes Dunkel gehüllt. Der heutige Weg verläuft in westliche Richtung, sodass hinter mir alle Vorbereitungen für den Sonnenaufgang ablaufen. Auf einmal bemerkte ich, dass die dunkle Wolke vor mir am oberen Ende einen schwachen Rotschimmer annimmt. Der Sonnenaufgang steht also unmittelbar bevor, obwohl die Sonne noch nicht zu sehen ist. Die Röte erfasst nach und nach auch die unteren Partien der Wolke, wobei sich an einigen Stellen die dominanten Blautöne mit dem roten Licht der Sonne teilweise zu einem zarten Purpur überlagern. Das ganze Geschehen wird begleitet von der zunehmenden Aufhellung der Landschaft. Schließlich ist die Sonne so hoch gestiegen, dass ihre Strahlen das noch vom Vorjahr vergilbte Schilf am Rande des Kanals zur Reflexion ihrer immer noch rot angehauchten Strahlen veranlasst. Die grünen Wiesen und frisch belaubten Bäume werden von diesen Aufhellungen kaum berührt. Denn im Unterschied zu den Wassertröpfchen in den Wolken und den hellen Schilfhalmen absorbieren diese weitgehend das rote Licht – Grün ist die Komplementärfarbe von Rot. Diese selektive Beleuchtung schafft die typische Morgenstimmung, mit der ein neuer Tag beginnt.
H. Joachim Schlichting. Physik in unserer Zeit 52/1 (2021), S. 43
Blätter von Bäumen können als Isolatoren und Absorber von Wärme fungieren und dank dieser Eigenschaft im Winter zu auffälligen und physikalisch interessanten Erscheinungen führen.
Eigentlich gehören die im Herbst abgeworfenen Blätter nicht in den Winter. Sie werden auch kaum wahrgenommen. Es sei denn, sie stellen sich für eine auffällige physikalische Demonstration zur Verfügung.
Im vorliegenden Fall hat es zum ersten Mal geschneit. Weiterlesen →
Man hört und liest immer wieder, dass Kerzenflammen keinen Schatten werfen. Das ist falsch, wie das Foto beweist. Hier steht eine brennende Kerze im Sonnenlicht und man sieht deutlich den Schatten der Kerzenflamme auf der inneren Leibung eines Fensters. Der Schatten ist etwas kleiner als die Flamme, weil nur der innere Teil der Flamme, durch den glühende Kohlenstoffteilchen hindurchströmen, Sonnenlicht absorbiert. Der Außenbereich der Flamme ist hingegen weitgehend lichtdurchlässig.
Wie kommt es, dass der Schatten einen geraden Docht zeigt, und warum ist er im Original gekrümmt?
Immer wenn ich den Kohlweißling (Pieris rapae) beobachte, bin ich von seinem makellosem Weiß und dem effektvoll kontrastierenden schwarzen Punkt auf seinen Flügeln beeindruckt. Nachdem ich mir an einigen anderen Beispielen (z.B. hier und hier) klar gemacht habe, dass hinter der Weißheit meist keine Licht absorbierenden Pigmente, sondern andere physikalische Vorgänge stehen, bin ich der Sache etwas auf den Grund gegangen.
Farben von Gegenständen entstehen dadurch, dass sie von weißem Licht, z.B. Sonnenlicht, bestrahlt werden, mit dem Licht in Wechselwirkung treten und die nicht absorbierten Anteile wieder ausstrahlen. Die Wechselwirkungen bestehen zum einen darin, dass Pigmente einzelne Wellenlangen des weißen Lichts absorbieren und die Komplementärfarbe als Farbe des Gegenstands wieder aussenden. Zum anderen können sie aber auch von der Struktur des Gegenstands mitbestimmt werden, indem das einfallende Licht durch Interferenz, Beugung und/oder Streuung modifiziert wird. Dabei spielen strukturelle Variationen der Materialien eine entscheidende Rolle.
Bei der Farbentstehung der Schmetterlingsflügel spielt die Struktur der Schuppen, die nach einem allgemeinenen Bauplan in einem mehr oder weniger regelmäßigen Muster angeordnet sind, eine wichtige Rolle. Die Struktur der weißen Flügelschuppen des Kohlweißlings unterscheidet sich in charaktereistischer Weise von der anderer Schmetterlinge. An rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen* erkennt man, dass die Kreuzrippen dicht mit eiförmigen Perlen verziert sind. Diese Perlen streuen das einfallende Licht in alle Richtungen und erhöhen das Reflexionsvermögen der Flügel für alle Wellenlängen, sodass ein kräftiges Weiß entsteht (siehe untere Abbildung rechts). Im Bereich des charakteristischen schwarzen Flecks des Schmetterlings fehlen diese Perlen, sodass das einfallende Licht weitgehend absorbiert wird und er schwarz erscheint (untere Abbildung links).
Weitere Mechanismen für die Erzeugung der Farbe Weiß in der Natur findet man z.B. beim Schnee, der Blüte des Buschwindröschens und der Schneebeere.
Quelle
* Stavenga D.G., Stowe S., Siebke K., Zeil J. und Arikawa K.. Butterfly wing colours: scale beads make white pierid wings brighter. Proc. Roy. Soc. Lond. B 271 (1548), 1577–1584 (2004)
Kürbiskernöl ist eine kulinarische Spezialität der Steiermark und wird aus dem Steirischen Ölkürbis (Cucurbita pepo var. styriaca) hergestellt (unteres Foto). Dieser hat anstelle der verholzten Samenschale bei anderen Kürbissen nur ein dünnes Häutchen, sodass es vergleichsweise leicht gepresst werden kann.
Interessant ist allerdings nicht nur der kulinarische Aspekt des Öls, sondern auch der physikalische, der sich in einem interessanten optischen Verhalten der Flüssigkeit äußert: In der Flasche oder als dickere Schicht ist das Öl dunkelrot bis braun, während es als dünne Schicht, wie sie beispielsweise beim Anrichten von Salat oder auf einem Uhrglas auftritt, eine grüne Färbung annimmt (oberes Foto). Das ist erstaunlich, weil man durch die Veränderung der Schichtdicke einer Substanz normalerweise lediglich eine Änderung in der Helligkeit und Farbsättigung erwartet aber keine völlig andere Farbe. Weiterlesen →
H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 3 (2020), S. 66
Mit tausend Augen blickte der Fluß ihn an, mit grünen, mit weißen, mit kristallnen, mit himmelsblauen
Hermann Hesse (1877–1962)
Im Alltag erscheint uns Wasser völlig transparent. Tatsächlich hat es eine blaue Eigenfarbe – doch die bemerkt man erst beim Blick durch dicke Schichten. Zusätzlich verändern Reflexionen und Schwebeteilchen den optischen Eindruck. Weiterlesen →
Vierblättrige Kleeblätter sollen Glück bringen, weil sie sich Mutationen verdanken, die nur sehr selten vorkommen. Doch wie sieht es mit mit dreiblättrigen luftgefüllten Hohlräumen im Eis eines zugefrorenen Teichs aus? Da sie sicherlich noch seltener vorkommen als vierblättriger Klee gehe ich davon aus, dass sie erst recht Glücksbringer sind.
Diese „Mutation“ ist dadurch zustande gekommen, dass die auf einem Teich in Eis eingefrorene dreiblättrige Pflanze ungeduldig wurde und die jüngsten sonnigen Tage nutzte, so viel Sonnenenergie wie möglich zu absorbieren. Das Eis ist ja ansonsten weitgehend transparent und reflektiert einen Teil des Sonnenlichts. Das eingefrorene dunkelgrüne Blatt jedoch nimmt vor allem die zum Grün komplementären Rotanteile des Sonnenlichts auf und erwärmt sich dadurch. Je stärker infolgedessen seine Temperatur über die der Umgebung ansteigt, desto mehr Energie gibt das Blatt an diese ab. Und wenn das Eis auch schon kurz vor dem Schmelzen ist, reicht es aus, nach und nach ein dreiblättrigen Loch in das Eis zu schmelzen. Das haben wir auf dem Foto vor Augen.
Die Eisschicht über dem Loch ist bereits sehr dünn. Ein kleiner Druck mit dem Finger reichte aus, ein Loch hineinzubrechen. Dadurch konnte ich sehen, dass das „Kleeblatt“ etwa 1,5 cm unter der Eisschicht beim Zufrieren des Teichs kalt erwischt wurde. Ich hoffe mal, dass es nicht mehr lange warten muss, bis es mit dem weiteren biologischen Wachstum so richtig loslegen kann.
Beim Flanieren in Städten ist meine Aufmerksamkeit nicht nur auf Menschen und Gebäude gerichtet. Auch der steinerne Belag von Fußböden und Bürgersteigen gehören dazu. Es ist erstaunlich, wie viele Informationen in diesen Nebensächlichkeiten stecken, ganz abgesehen davon, dass man ihnen nicht selten auch ästhetische Aspekte abgewinnen kann (siehe auch hier und hier und hier und hier und hier). Weiterlesen →
Wasser ist transparent und farblos. Das ist der Eindruck, den man gewinnt, wenn man ein Glas Wasser trinkt oder unter der Dusche steht.
Vom Strand aus betrachtet sieht es so aus, als sei das Wasser blau oder blaugrün.
Angesichts dieser Diskrepanz beruhigt man sich vielleicht damit, dass das Meerwasser an sich ebenfalls farblos ist und nur durch die Reflexion des Himmelslichts blau wird oder bei Sonnenuntergang auch mal rot.
Was ist nun richtig? Weiterlesen →
In diesem Jahr sah ich in der Nähe von Pferdewiesen immer wieder zeltartige Vorrichtungen mit einem großen schwarzen Ball darunter (siehe Foto). So harmlos und rätselhaft zugleich dieses Gebilde auch aussehen mag, für einige Insekten, vor allem Bremsen wird es zur tödlichen Falle. Dabei wird einerseits die Verhaltensweise von Bremsen ausgenutzt, sich bei Warmblütern wie etwa Pferden eine Blutmahlzeit zu verschaffen. Da sie andererseits mit ihren Facettenaugen nicht feststellen können, ob es sich bei körperwarmen Gegenständen tatsächlich um Lebewesen handelt, landen sie oft auch auf den falschen Objekten, in diesem Fall auf dem warmen schwarzen Ball. Weiterlesen →
Wenn du ein Licht nimmst und es in eine mit grüner Farbe oder mit einer anderen Transparenzfarbe gestrichene Laterne stellst, so wirst du erfahrungsgemäß sehen, daß alle Gegenstände, die von diesem Licht beschienen werden, in der Farbe dieser Laterne schimmern. Du hast wohl in Kirchen auch schon gesehen, daß das Licht, das durch die bunten Glasfenster fällt, in der Farbe dieser Glasfenster schimmert. Wenn dir auch das noch nicht genügt, dann beobachte einmal, wie die Sonne beim Untergang, wenn sie rot durch den Dunst scheint, alle jene Wolken rötet, die ihr Licht von dieser Sonne erhalten*.
Auf dem Foto sieht man die Spiegelung des durch ein farbig verglastes Fenster der Kirche Santa Maria Novella (Florenz) gefilterten Lichts auf einer Bank. Aufgrund der Glätte der holzernen Oberfläche der Bank wird ein Teil des Lichts nach dem Reflexionsgesetz (Einfallrichtung = Reflexionsrichtung) in die Kamera reflektiert. Theoretisch hätte Leonardo da Vinci eine solche Spiegelung in eben dieser Kirche mit eigenen Augen sehen können.
*Leonardo da Vinci. Tagebücher und Aufzeichnungen. Leipzig 1940 , S. 150
Wie kommt es zu den sechs verschiedenen Schattierungen?
Erklärung des Rätselfotos des Monat Juni 2019
Frage: Wie kommt es zu der Karomusterung der Wasseroberfläche? Antwort: Die Strukturen setzen sich aus senkrechen und waagerechten Streifen zusammen. Die hellen Streifen, die vom Horizont her in Richtung des Betrachters zeigen, kann man rasch den Lücken in den Baumkronen zuordnen. Zu denken gibt nur, warum sie derart in die Länge gezogen erscheinen. Bewegt man sich zudem am Ufer entlang, so scheinen die Streifen mitzulaufen und bleiben auf den Beobachter gerichtet.
Das erinnert an ein anderes Phänomen, das »Schwert der Sonne« im Meer oder auf überfrorenen Schneeflächen. Dieses Ensemble von Lichtreflexen entsteht an allen passend ausgerichteten Stellen, welche die Strahlen der tief stehenden Sonne ins Auge des Beobachters werfen. Im vorliegenden Fall nehmen die hellen Partien zwischen den dunklen Bäumen die Rolle der Sonne ein. Daher gibt es nicht nur eine Lichtbahn, sondern viele.
Die hellen quer zu den Lichtschwertern verlaufenden Streifen verdanken sich stärkeren Störungen der Wasseroberfläche durch lokal wirkende Windböen, durch die die Lichtschwerter durchbrochen werden. Dass diese Störstellen so schmal aussehen, ist auf die perspektivische Verkürzung zurückzuführen. Auf diese Weise bekommt man insgesamt ein nahezu kariertes Muster zu Gesicht.
Zunächst wünsche ich allen meinen „Besuchern“ Frohe Weihnachten und unbeschwerte Festtage. Bei einem Blog, der Physik im Titel trägt, kommt ihr mir nicht so leicht davon. Denn eine Frage hätte ich noch: Der Baum ist offenbar mit zwei verschiedenen Arten von Weihnachtsbaumkugeln geschmückt. Worin unterscheiden sie sich? Um sich einen besseren Eindruck von den Unterschieden zu verschaffen, habe ich zwei verschiedene Kugeln vergrößert herauskopiert (rechtes Bild).
Bevor ihr weiterlest, solltet ihr versuchen, die Frage selbst zu lösen. Dabei ist es hilfreich sich klarzumachen, dass eine spiegelnde Weihnachtskugel bis auf den Bereich, der sich direkt hinter der Kugel befindet, die gesamte „Welt“ abbildet – wenn auch verzerrt. Diese Eigenschaft wird ja bekanntlich ausgenutzt, um bei Einfahrten durch Wölbspiegel einen größeren Bereich einsehbar zu machen, als mit bei einem Flachspiegel möglich wäre.
Die Antwort ist überraschend einfach: Die Kugeln unterscheiden sich darin, dass die eine nur „versilbert“ ist wie ein normaler Spiegel und die andere auch noch die „Eigenfarbe“ Rot besitzt. Dieser Unterschied macht sich darin bemerkbar, dass die rote Kugel zwar auch auftreffendes weißes Licht zurückwirft, aber aufgrund der Rotfärbung (Absorption eines Teils des weißen Lichts (die Komplementärfarbe von Rot) und Ausstrahlung von rotem Licht), dieses mit Rot überlagert. Dass die versilberte Kugel dennoch so aussieht als wäre sie zweifarbig liegt daran, dass der Weihnachtsbaum auf einer roten Unterlage steht, die auch – natürlich anamorphotisch verzerrt – abgebildet wird. Bei der roten Kugel erkennt man, dass dieser Bereich wesentlich stärker rot ist als der übrige Bereich.
Aber nun feiert schön weiter und lasst euch davon nicht beirren!
Nachdem der Teich zugefroren ist, weht ein frischer Wind einige Blätter auf die Eisfläche. In den folgenden Tagen scheint hin und wieder die Sonne. Die Lufttemperatur bleibt indessen etwa 1 bis 2 Grad unter Null. Offenbar schmilzt unter dem Blatt das Eis und es sinkt immer tiefer in die Eisschicht ein. Weiterlesen →
Am Rande einer Silvesterfeier ist die Rede von der Durchleuchtung, jener vor allem auf die Diagnose der Tuberkulose und Herzerkrankungen ausgerichteten Röntgenuntersuchung, die noch vor wenigen Jahrzehnten ein Jeder über sich ergehen lassen musste. Als Kind war ich fasziniert von dieser Möglichkeit, das Knochengerüst des Menschen sichtbar zu machen. Später erfuhr ich, dass dies mit einer kurzwelligen Strahlung gelingt, die durch den menschlichen Körper mehr oder weniger ungehindert hindurchgeht und eine dahinter aufgestellte Fotoplatte je nach der Stärke der Absorption durch das unterschiedliche Material (Gewebe, Knochen) mehr oder weniger stark belichtet wird. Ein typisches Bild, das man vor Augen hat ist die Knochenhand. Weiterlesen →
Erklärung zum Rätselfoto des Monats Oktober 2017
Frage:Sonne oder Mond?
Antwort: Wenn man nicht auf den Kontext achtet, könnte es sowohl der Mond als auch die Sonne sein. Vom Mond sind die Strukturen nicht zu erkennen, und die Sonne ist bei diesigem Wetter oft so gedimmt, dass sie wie der Mond aussieht. Aber es gibt Hinweise auf die Antwort. Im Vordergrund erscheinen die Blätter eines Baumes in einem roten Licht. Insbesondere die Blätter, deren Seite so zum Betrachter/zur Kamera hin gerichtet ist, dass Einfallswinkel des Sonnenlichts gleich Reflexionswinkel gilt, reflektieren spiegelnd rotes Sonnenlicht. Neben der spiegelnden Reflexion, die an der Oberflächenschicht der Blätter vieler Pflanzen auftritt, reflektieren alle Blätter das auftreffende Sonnenlicht diffus. Genauer: Sie absorbieren im blauen und hellroten Bereich und emittieren das komplementäre Grün. Da ihnen in der Abenddämmerung vorwiegend rot angeboten wird, können sie so gut wie kein Licht mehr aussenden und erscheinen schwarz. Wie man sieht.
Der am Fenster sitzende Beobachter ist fast sprichwörtlich. Er zieht sich wie ein roter Faden durch die Literaturgeschichte. Man denke nur etwa an die Erzählung E. T. A. Hoffmanns (1776 – 1822) Des Vetters Eckfenster. Die Eignung des Fensters zum Beobachten hat mehrere Gründe, auch physikalische. Wenn ein Fenster durch keine Gardine verschleiert wird, ist der Beobachter am Tage weitgehend vor Blicken von außen geschützt – es sei denn, er hockt unmittelbar hinter der Scheibe. Weiterlesen →
Schaut man sich das Bild einer Treppe in einem Bahnhof an, so könnte man auf dem ersten Blick meinen, es handele sich um einen fast symmetrischen Aufgang. Erst die Unvollkommenheiten auf der rechten Bildhälfte überzeugen uns davon, dass es sich hier um eine Kombination aus realer und Spiegelwelt handelt. Sogar die Zeit ist gespiegelt. Während die Uhr auf der linken Seite 9:30 h anzeigt, ist es auf der rechten Seite bereits 14:30 h zu sehen. Auch andere Hinweise entlarven die Täuschung des flüchtigen Blicks.
Wenn die Wand des Treppenaufgangs mit einem guten Spiegel versehen wäre, würde man sich vermutlich über die Täuschung nicht wundern, kommt es doch oft genug vor, dass Menschen oder Tiere gegen einen Spiegel laufen, weil sie die Spiegelwelt für real halten. Weiterlesen →
„Es stimmt, daß die neblige Atmosphäre alle Gegenstände verdunkelt, es stimmt aber auch, daß die Natur, die unseren Augen keinen Genuß vorenthalten will, eine reiche Entschädigung für diese Beschattung der Farbtöne bereithält: bei feuchter Luft werden sie lebhafter. Jede Farbe glänzt in feuchtem Zustand doppelt so sehr wie in trockenem; und wenn die klaren Fernen von dichtem Nebel versdüstert werden, wenn die klaren Farben des Himmels verschwinden und die Glanzlichter des Sonnenscheins von der Erde, dann nimmt der Vordergrund seine lieblichsten Farben an, das Gras und das Laub leben in ihrem satten Grün wieder auf, und jeder sonnenverbrannte Fels glimmt auf wie Achat.“
Mit dem 1. Advend beginnt die Zeit der Lichter insbesondere in Gestalt von Kerzenflammen und damit zumindest im christlichen Kulturkreis eine imaginierte Verbindung von Diesseitigem und Jenseitigen, von Endlichem und Unendlichem. Das symbolisieren die in dem Foto abgelichteten drei Teelichter, indem sie uns auf ziemlich unspektakuläre Weise zugleich einen Blick in die Virtualität und Unendlichkeit bzw. virtuelle Unendlichkeit erlauben. Möglich wird dies durch ein Design-Objekt, das zum Beispiel unter dem Namen „der unendliche Teelichthalter“ erhältlich ist und im Wesentlichen aus zwei parallelen Glasscheiben besteht, zwischen denen einige Teelichter platziert werden. Weiterlesen →
Auch Lebewesen können zu Spiegeln werden, nicht nur im übertragenen Sinne. Bei der Beobachtung der schwarzen Ameisen (siehe Foto), die bei mir im Garten aktiv sind, stellte ich fest, dass deren Panzer so glatt ist, dass die Umgebung darin gespiegelt wird. Gespiegelt werden vor allem grüne Pflanzen, die selbst gar nicht im Bild sind. Mich erinnerte das ein wenig an die blanken Karosserien von Autos, deren Glanz letztlich ja auch durch die gespiegelten Gegenstände der Umgebung hervorgerufen wird. Weiterlesen →
Antwort: Wenn man nicht auf den Kontext achtet, könnte es sowohl der Mond als auch die Sonne sein. Vom Mond sind die Strukturen nicht zu erkennen, und die Sonne ist bei diesigem Wetter oft so gedimmt, dass sie wie der Mond aussieht. Aber es gibt Hinweise auf die Antwort. Im Vordergrund erscheinen die Blätter eines Baumes in einem roten Licht. Insbesondere die Blätter, deren Seite so zum Betrachter/zur Kamera hin gerichtet ist, dass Einfallswinkel des Sonnenlichts gleich Reflexionswinkel gilt, reflektieren spiegelnd rotes Sonnenlicht. Neben der spiegelnden Reflexion, die an der Oberflächenschicht der Blätter vieler Pflanzen auftritt, reflektieren alle Blätter das auftreffende Sonnenlicht diffus. Genauer: Sie absorbieren im blauen und hellroten Bereich und emittieren das komplementäre Grün. Da ihnen in der Abenddämmerung vorwiegend rot angeboten wird, können sie so gut wie kein Licht mehr aussenden und erscheinen schwarz. Wie man sieht.
„Es stimmt, daß die neblige Atmosphäre alle Gegenstände verdunkelt, es stimmt aber auch, daß die Natur, die unseren Augen keinen Genuß vorenthalten will, eine reiche Entschädigung für diese Beschattung der Farbtöne bereithält: bei feuchter Luft werden sie lebhafter. Jede Farbe glänzt in feuchtem Zustand doppelt so sehr wie in trockenem; und wenn die klaren Fernen von dichtem Nebel versdüstert werden, wenn die klaren Farben des Himmels verschwinden und die Glanzlichter des Sonnenscheins von der Erde, dann nimmt der Vordergrund seine lieblichsten Farben an, das Gras und das Laub leben in ihrem satten Grün wieder auf, und jeder sonnenverbrannte Fels glimmt auf wie Achat.“
Die Welt physikalisch gesehen 