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Doppelglasscheiben

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Fenster als Gemälde

Zu Beginn der Neuzeit mutierte das Gemälde zum Fenster. Emile Zola sollte später einmal über diesen Wandel sagen: Jedes Kunstwerk ist wie ein Fenster, das auf die Schöpfung hinaus geöffnet ist.
Wenn ich so durch die Straßen einer Stadt flaniere, wird für mich umgekehrt so manches Fenster zum Kunstwerk. So auch die in diesem Foto festgehaltenen Fenster. In einem kräftigen Gelbton variieren sie ein abstraktes Gemälde. Jedenfalls kann man es so sehen.
In Wirklichkeit liegt folgende Situation vor: Es ist Abend, das helle Gebäude reflektiert diffus das blaue Himmellicht. Die Fenster können mehr, sie reflektieren spiegelnd das vom oberen Stockwerk eines gegenüber liegenden Gebäudes diffus reflektierte Licht eines farbenprächtigen Sonnenuntergangs.
Die abstrakte Strukturierung des realen Geschehens verdankt sich der Doppelverglasung der Fenster. Infolge des Unterschieds zwischen dem Luftdruck innerhalb des von den beiden Scheiben gebildeten Hohlraums und dem der Außenwelt mutieren sie zu leicht konkaven und konvexen Spiegeln. Daher erscheinen die abgebildeten Gegenstände nicht nur von jedem der Scheiben auf eigene Weise deformiert, sondern bringen diese deformierten Abbilder auch noch zur Überlagerung mit dem Ergebnis des im Foto festgehaltenen Gemäldes.

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Physikalische Erzählung einer Fensterfront

Ein buntes Kaleidoskop von Farben und Formen zeigt sich hier in Gestalt von Fensterscheiben. Obwohl die Fenster dicht beieinanderliegen treten die Reflexe in mehr oder weniger unterschiedlicher Weise auf.
Die Reflexe des 1., 3. und 10. Fensters (von oben links nach unten rechts gezählt) stimmen in ihrer Grundstruktur weitgehend überein. Entsprechendes gilt für das 4., 5., und das 8. Fenster; auch das 2. und 7. Fenster könnte man dazurechnen. Ganz aus dem Rahmen fallen das 6. und das 9. Fenster, deren Scheiben kaum eine Struktur zeigen, dafür aber eine weitgehend einheitliche tief blaue Färbung. Gemeinsam ist allen Fenstern, dass sie dem Reflexionsgesetz gemäß das Licht von den gegenüberliegenden indirekten Lichtquellen reflektieren. Das ist im Falle der beiden blauen Fenster der blaue Himmel. In allen anderen Fällen handelt es sich offenbar um Teile von Gebäuden, die der Fensterfront von der Sonne beschienen gegenüber liegen. Anders als man es in den meisten Fällen gewohnt ist, sind die gespiegelten Ansichten aber dermaßen verzerrt, dass sie so gut wie nicht zu erkennen sind. Man kann nur erahnen, dass in einigen Fällen ebenfalls Fenster der Ausgangspunkt für das Licht sind.
Der Grund für diese Verzerrungen liegt nicht etwa darin, dass es sich um schlecht gefertigte Fenster handelt. Vielmehr erkennt man an ihnen eindeutig, dass wir es mit doppelt verglasten, also modernen Fenstern zu tun haben. Sie sind aufgrund von Luftdruckunterschieden zwischen dem Innenraum der luftdicht verklebten Scheiben und der Außenwelt leicht nach innen oder außen gewölbt und wirken, wie in einem früheren Beitrag ausführlicher dargestellt, ähnlich wie Hohl- und Wölbspiegel. Im vorliegenden Fall dominiert allerdings nur der Reflex einer der beiden Scheiben.
Die Verzerrung und damit die Wölbung der Scheiben ist umso größer, je mehr sich die Stärke des Luftdrucks zwischen dem Innenraum der Doppelglasscheiben zum Zeitpunkt ihrer Herstellung und dem Außendruck bei der fotografischen Aufnahme unterscheidet. Die Ähnlichkeit der Verzerrungen der abgebildeten Scheiben weist darauf hin, dass der gleiche Außendruck geherrscht haben muss, die entsprechenden Scheiben also etwa zur gleichen Zeit hergestellt wurden. Dies gilt vermutlich nicht nur für die Scheiben 4, 5 und 8, sondern auch für die Restlichen. Der Unterschied ist vermutlich dem unterschiedlichen Grad der Strukturiertheit der reflektierten Gebäudeteile zuzuschreiben. Unstrukturierte Teile zeigen auch in der Reflexion keine Struktur, wie insbesondere bei den beiden Scheiben zu erkennen ist, die Ausschnitte des blauen Himmel reflektieren.
Bleibt nur noch die Frage, warum die beiden blauen Fenster aus der Reihe tanzen und offenbar über das gegenüberliegende Gebäude „hinwegschauen“. Wie am dunklen Schattenstreifen am oberen Rand dieser Fenster zu erkennen ist, stehen sie „Kipp“ und stellen daher einen anderen Einfallswinkel für das einfallende Licht dar als es bei den übrigen Fenstern der Fall ist. Die Kippstellung von Fenstern führt auch in anderen Zusammenhängen zu überraschenden Phänomenen (z.B. hier und hier, hier).
Die abgebildete Fensterfront hat also einiges zu „erzählen“ über
– die Art der Fensterverglasung,
– den Luftdruckunterschied zwischen Ort und/oder Zeit der Herstellung und ihres jetzigen Aufenthalts und
– über das Wetter.

Lichtsterne – dreieckige Lichtkreuze

Lichtkreuze im Lichtkreis oder –rechteck sind wegen der inzwischen großen Verbreitung von Doppelglasscheiben sehr häufig im Alltag der wissenschaftlich technischen Welt zu sehen. Dabei handelt es sich um Projektionen von Licht (meist Sonnenlicht), das von Doppelglasfensterscheiben reflektiert wird.
Der luftdicht verschlossene Innenraum dieser Scheiben steht unter dem Luftdruck, der bei ihrer Herstellung herrschte. Da der äußere Luftdruck, dem sie beim Einbau in Fenstern an unterschiedlich hoch gelegenen Häusern und bei unterschiedlichen Wetterbedingungen ausgesetzt sind, sich im Allgemeinen vom Luftdruck bei der Herstellung unterscheidet, wölben sich die Scheiben dieser Druckdifferenz entsprechend nach innen und nach außen – eine Scheibe nach innen, die andere nach außen. An ihnen reflektiertes Sonnenlicht wird demnach der Verformung entsprechend fokussiert bzw defokussiert und führt bei rechteckigen Scheiben zu den genannten Lichtkreuzen im Lichtkreis.
Aber nicht alle Doppelglasscheiben sind rechteckig. Daher erwartet man von anders geformten Scheiben auch andere Reflexionsformen an gegenüberliegenden Häuserwänden oder anderen Projektionsflächen. Einer dieser seltenen Fensterformen ist das Dreieck. Meist sind solche Dreieckfenster im oberen Giebelbereich zu finden. Wenn diese vom Sonnenlicht getroffen werden, liefern sie der Dreiecksform entsprechende Reflexe. Abbildung 1 zeigt einen solchen Reflex, der von einem Fenster hervorgerufen wurde, das in Abbildung 2 zu sehen ist. Die Fotos wurden mir freundlicherweise von Sylvia Zinser zur Verfügung gestellt, die offenbar einen wachen Blick für Naturphänomene hat.
Die Dreiecksform der projizierten Brennlinie erinnert stark an den Stern einer bekannten Automarke. Mathematiker würden darin vielleicht einen isotoxalen Dreieckstern sehen.

Lichtkuh…

…oder Lichthund oder welches vierbeinige Tier die Eine oder der Andere auf dem Asphalt zu erblicken vermeint, ist unerheblich angesichts der Tatsache, dass es sich um eine missglückte Projektion eines doppeltverglasten Fensters handelt. Dabei bezieht sich das „missglückt“ weniger auf einen vermeintlichen Willen der Sonne oder des reflektierenden Fensters etwas Sinnvolles auf den Asphalt zu projizieren, als vielmehr auf die perfekte Montage von Doppelglasscheiben in den Fensterrahmen. Weiterlesen

Zur physikalischen Erzählung verspiegelter Fensterscheiben 1. Fortsetzung

doppelglas_p1010561a_rvIn einem früheren Beitrag habe ich mir die Erzählung von Spiegelbildern an deformierten Doppelglasscheiben angehört und aufgeschrieben. Ein wesentlicher Inhalt dieser Erzählung war, dass die komplexen Spiegelbilder verformter Scheiben eine Überlagerung von einem Hohl- und einem Wölbspiegelbild darstellen. In manchen Fällen – und das kommt immer häufiger vor – sieht man jedoch Scheiben, die nur ein Spiegelbild aufweisen. 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

Farbige Kerzenreflexionen zum 4. Advent

4_adven_reflexionenAm 1. Advent hatten wir beklagt, dass die Isolierverglasung uns eines früher öfter zu sehenden Phänomens beraubt, der Kerzenkorona vor einer beschlagenen Fensterscheibe. Die Doppelglasscheiben gleichen diesen Mangel aber durch ein anderes einmaliges Phänomen aus: der mehrfachen Reflexion einer brennenden Kerze vor dem nächtlichen Fenster. Das Besondere an diesem Phänomen ist, dass sich reflektierte Strahlen, die leicht unterschiedliche Wege gegangen sind, im Auge des Betrachters überlagern und zu farbigen Interferenzerscheinungen führen. Erstaunlich ist dabei, dass die Abweichung der Weglängen von der Größenordnung der Wellenlänge des sichtbaren Lichts sind. Das lässt darauf schließen, dass die Scheiben kaum in der Dicke variieren. Das Floatglas ist also ein Hight-Tech-Produkt und wird mit äußerster Präzision hergestellt.

Eine ausführlicher Erklärung dieses Interferenzphänomens findet man hier.

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