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Verwirrende Spiegelungen an einer gläsernen Häuserfront

fensterillusion_dscf1870Ich musste schon zweimal (mindestens) hinsehen, um zu erkennen, was hier Sache ist. Eine Einkaufsstraße mit Geschäften aus Beton und Glas. Man hat sich daran gewöhnt. Aber manchmal fällt es schwer, seinen Augen zu trauen. Was man hier sieht, ist ein Gebäude mit einer Front aus Glasscheiben. Das hat man öfter. Auch dass dabei dann das gegenüberliegende Gebäude gespiegelt wird und sich die Glasfront auf diese Weise mit fremden Federn schmückt.
Im vorliegenden Fall ist es noch etwas subtiler. Die Glasfront ist sowohl mit senkrecht ausgerichteten als auch mit geneigten Glasscheiben versehen. Die Scheiben, die von der Vertikalen weggeneigt sind, spiegeln dem Reflexionsgesetz entsprechend dem unten in der Straße stehenden Betrachter das schräg von oben kommende Licht in die Augen. In diesem Fall stammt es vom blauen Himmel. Die Scheiben erscheinen blau. Und weil man ziemlich flach (also unter großem Einfalls- und Reflexionswinkel) auf die Scheiben blickt, dominiert das reflektierte Licht. Die Scheiben hingegen, die nicht geneigt sind, reflektieren das von der gegenüberliegenden Häuserfront kommende Licht.  Auf diese Weise werden dessen Fenster so naturgetreu reflektiert, als wären es die eigenen. Verräterisch ist allenfalls, dass die Fenster der Größe und Anordnung der reflektierenden Scheiben entsprechend ohne Rücksicht auf die tatsächlichen Begrenzungen ausgeschnitten werden und daher teilweise fragmentiert erscheinen. Eine Ausnahme bilden einige geneigte Scheiben auf der linken Seite, die noch vom Licht der oberen Fensterfront eines höheren Gebäudes getroffen werden.
Wenn man vor dem Gebäude entlang geht, merkt man auch an den Verschiebungen der Reflexionen, dass hier irgendetwas nicht stimmt. Dass die Reflexionen so lichtstark sind, ist darauf zurückzuführen, dass die reflektierte Fensterfront des gegenüberliegenden Gebäudes im Sonnenlicht liegt. Das kann man an den Reflexen der Sonne durch einige gegenüberliegende Fenster erkennen, die die unteren blauen Scheiben teilweise aufhellen.
Die Täuschungen waren so echt, dass ich vor dem Gebäude stehend nur durch gedankliche Einbeziehung der geometrischen und optischen Unstimmigkeiten die Illusion zu entlarven vermochte.

Vögel sind auch nur Menschen

VogelgegenScheibe_rvDieser Satz ging mir als erstes durch den Kopf, als ich nach einem großen Knall an meinem nur etwa 1 m entfernten Fenster vor meinem Schreibtisch allmählich wieder zu Sinnen kam und nach und nach begann, das Ereignis in seiner ganzen Komplexität und Dramatik zu erfassen. Weiterlesen

Verwirrende Blicke

Optische-ÜberlagerungNoch viel wunderbarer als der einfache Spiegel
ist der durchsichtige Spiegel, zum Beispiel ein Fenster,
das auf eine Landschaft hinausgeht und in dem sich
zugleich die Gegenstände unseres Zimmers spiegeln.
Christian Morgenstern (1871 – 1914)

Matt oder glatt, das ist hier die Frage

Matt_und_glatt_auf_PflasterDie Fotos bilden eine Glasfront ab, deren Elemente auf einem leicht konvexen Bogen angeordnet sind. Auf dem linken Foto blickt man auf die Aufhellung, die durch die spiegelnde Reflexion des Sonnenlichts auf das Pflaster hervorgerufen wird. In den meisten Fällen kann man davon ausgehen, dass Pflasterungen das auffallende Licht diffus und nicht spiegelnd reflektieren. Weiterlesen

Ene mene tekel – Lichtzeichen auf dem Pflaster

HieroglyphenIn Lichtfiguren, deren Herkunft sich nicht sofort erschließt, sieht man gerne Zeichen göttlicher oder übersinnlicher Herkunft. Man möchte sie als solche sehen, auch wenn viele Anzeichen dagegen sprechen.
Mich erinnern diese Lichtzeichen, die ich auf dem Pflaster vor dem Kölner Dom sah, an ein Detail des Gemäldes von Rembrandt van Rijn (1606 – 1669), in dem das Gastmahl des Belsazar (1635) dargestellt ist. Auch wenn die Zahl der Zeichen hier kleiner ist als auf dem Gemälde, erscheinen sie auf den ersten Blick nicht weniger geheimnisvoll.
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Gestrickte Eisblumen

Organische-FlechtstrukturenWenn ich von gestrickten Eisblumen spreche, möchte ich damit drei Gedanken zum Ausdruck bringen, die beim Betrachten der Eismuster auf den Fensterscheiben kommen können (siehe Foto) . Erstens ist klar, dass es sich um Eiskristalle, also tote Materie handelt. Zweitens drängt sich die Ähnlichkeit der Muster mit Pflanzen geradezu auf. Mit ihren langen, organisch geschwungenen, Ästen und Zweigen scheinen die Eisgirlanden an der Scheibe hochzuranken. Und drittens bleibt dem genauen Beobachter nicht verborgen, dass hier auch noch etwas Künstliches, wenn nicht gar Künstlerisches im Spiel ist: Die Äste haben etwas Zopfartiges an sich und erinnern an geflochtene oder gestrickte Muster. Weiterlesen

Paradiesgarten fraktaler Kristallmalerei

WinterblickNachdem der Winter nun doch noch Einzug gehalten hat, zeigt er sich auch gleich von seiner schönen Seite. Die einfach verglasten Fenster nichtgeheizter Räume borden nur so über von Eisblumen, die insbesondere in den Farben des Sonnenaufgangs von besonderem Reiz sind. Mit ihren organischen Formen stehen sie den entlaubten Bäumen, die ebenfalls auf dem Foto zu sehen sind in nichts nach. Vielmehr passen sie gut zusammen. Weiterlesen

Das Jahr des Lichts (23) – Mit Bildern gefüllte Scheiben

Welt-als-GardineAuch wenn wir uns alle daran gewöhnt haben und es daher kaum mehr wahrnehmen, gehört es zu den eindrucksvollsten Alltagserscheinungen des Lichts: Transparente Fenster werden mit Abbildern der Außenwelt tapeziert. Diese Spiegelbilder der hell erleuchteten Umgebung machen den Blick ins Innere meist unmöglich. Und das, obwohl nur wenige Prozent des auf die Scheiben einfallenden Lichts spiegelnd reflektiert wird. Der überwiegende Teil fällt durch die Scheiben hindurch auf die Gegenstände in den Räumen. Das von ihnen wieder abgegebene, durch die Fenster wieder nach außen gestrahlte Licht ist aber meist so schwach, dass es vom gespiegelten Licht überstrahlt wird. Weiterlesen

Im Jahr des Lichts (6) – Lichtkreuze zwischen Physik und Esoterik

IMG_0480brvDie hier zu sehenden Lichtkreuze umkreist von einem hellen Ring sind eigentlich nicht zu übersehen, weil sie sehr auffällig in Erscheinung treten.  Und hat man sie erst einmal gesehen, so sieht man sie anschließend immer wieder. Sie sind an jedem beliebigen Sonnentag besonders in der Morgen- und Abendzeit zu sehen, wenn die Sonne tiefsteht, und das von den Fenstern eines Gebäudes reflektierte Licht vornehmlich auf den Wänden der gegenüberliegenden Häuser landet. Denn genau darum handelt es sich: um Sonnenlicht, das von leicht gewölbten Doppelglasscheiben reflektiert und an  Häuserwänden oder anderen beschatteten Flächen projiziert wird. Weiterlesen

Ein parkendes Auto als Leinwand für ein Lichtkreuz

DSCF2802arvLichtkreuze in Lichtkreisen sind am besten bei tiefstehender Sonne an gegenüberliegenden Häuserfronten vor allem dann zu sehen, wenn diese im Schatten liegen. Manchmal ergibt sich jedoch eine Situation, dass selbst bei hochstehender Sonne und fehlender Häuserfronten Lichtkreuze aus dem sonnenbeschienenen und daher alles Helle verschluckenden Untergrund herausgehoben werden. Dazu genügt wie im vorliegenden Fall ein an der richtigen Stelle parkendes Auto. In seinem Schlagschatten ist auf dem Pflaster ein deutliches Lichtkreuz zu erkennen. Ein zweites Kreuz wird etwas deformiert von der Seite des Autos aufgefangen.

H. Joachim Schlichting. In: Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht 57/8, 467-474 (2004)

Gemalte Kirchenfenster sind Gedichte

MariaNovella0002Gedichte sind gemalte Fensterscheiben!
Sieht man vom Markt in die Kirche hinein,
Da ist alles dunkel und düster;
Und so sieht’s auch der Herr Philister:
Der mag denn wohl verdrießlich sein
Und lebenslang verdrießlich bleiben.

Kommt aber nur einmal herein,
Begrüßt die heilige Kapelle;
Da ist’s auf einmal farbig helle,
Geschicht und Zierat glänzt in Schnelle,
Bedeutend wirkt ein edler Schein;
Dies wird euch Kindern Gottes taugen,
Erbaut euch und ergetzt die Augen! Weiterlesen

Rätselfoto des Monats November 2013

094_PackeistümpelBlautöne im arktischen Eismeer

Dunkelblaues und türkisblaues Wasser zwischen und auf dem Packeis sind charakteristisch für das arktische Eismeer. Wie kommt es zu diesen Farbunterschieden?

Erklärung des Rätselfotos vom Vormonat: Lichtkreuze in Komplementärfarben auf der Straße.

Grenzen des Wachstums

Clip_130Schlichting, H. Joachim: Spektrum der Wissenschaft 44/1 (2013), S. 68-69

Die Tröpfchenverteilung auf beschlagenen Glasscheiben ist immer noch für eine Überraschung gut.

Unentwegt lösten sich Wassertropfen
an der beschlagenen Fensterscheibe;
wie langsam sich verzweigende Blitze leuchteten
die klaren Farben des Wintertags in ihren Bahnen auf,
ein zähes Durchdringen der Wirklichkeit.
Thomas Lehr (geboren 1957)

PDF: Grenzen des Wachstums

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

Lichtkreuze mit Hintersinn

Clip_136An einem sonnigen Tag tauchen manchmal auf Häuserwänden und Straßen Lichtkreuze auf. Sie entstehen durch die Reflexion des Sonnenlichts an doppelt verglasten Fenstern. Ihre Formen und Farben verraten
einiges über die Fenster.

PDF: Lichtkreuze mit Hintersinn

Spiegelwelt mit Fehlern

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/9 (2011), S.40-41

Manche vermeintlichen Rätsel lassen sich erst lösen, wenn wir stillschweigend Vorausgesetztes auf den Prüfstand stellen.

»Eine komische Stadt, senkrecht zu ihrer Spiegelung. Es gibt Stunden, in denen das Wasser sich beruhigt und plötzlich der Schein sich bildet. Das harte, trockene Venedig steigt aus einer platten Spiegelung, eine auf einen Spiegel gestellte Stadt …
Die Architektur ist nicht wahnsinnig, sie hat alle Sinne beisammen, ihre Vernunft ist die Schwerkraft, ihre Einsicht die G erade, die man zieht, die G erade, der kürzeste Weg von einem Punkt zum andern. Ihre L eichtheit ist die besiegte Schwerkraft. Die Mauer steht, weil sie vernünftig ist. B eschränktes, beschränktes Denken, Reize geometrischer Denkweise.«
Jean-Paul Sartre (1905 – 1980)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/spiegelwelt-mit-fehlern/1116468

Farberscheinungen an Isolierglasscheiben – Interferenz im Alltag

Doppelfenster_Irisieren2b Schlichting, H. Joachim; Suhr, Wilfried. Vorträge zur Frühjahrstagung der DPG. Berlin 2008 (2008)

Doppelte Fensterscheiben (Isolierglas) überraschen zuweilen durch farbenprächtige Lichtbänder, die weder auf eine Verschmutzung (Quételetsche Streifen) noch auf einen dünnen Belag (Farben dünner Schichten) zurückzuführen sind. Es wird gezeigt, dass es sich hier um ein spezielles Interferenzphänomen handelt, das auf zwei durch eine Luftschicht getrennte Scheiben angewiesen ist. Erstaunlich scheint auf den ersten Blick, dass im Unterschied zur gängigen Vorstellung zwei dicke durch einen noch dickeren Zwischenraum getrennte Glasscheiben ebenfalls farbige Interferenzphänomene zeigen.

Immer wenn die Addition zweier Dinge Nichts ergibt,
kann man sicher sein, dass man es mit Wellen zu tun hat.

K.C. Cole

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

Coloured rings on dusty surfaces- On natural phenomena in the everyday life world

Schlichting, H. Joachim. In: Journal of the Physics Education Society of Japan Supplement 2008 (Proc. of the International Conference on Physics Education 2006), p. 253 – 258

An everyday life phenomenon is described, which – from the physical point of view – turns out to be a nontrivial optical effect produced by the interaction of light and matter. The coloured rings – so called Quételet’s rings – are presented as an example to develop a physical view for the everyday life world. The aesthetical aspects of the phenomenon are expected to contribute to a kind of reenchantment of the world by means of physics. Besides to this general goal the phenomenon itself is shown in different contexts, demonstrated by a simple experiment and physically explained by a simple model.

PDF: Coloured rings on dusty surfaces- On natural phenomena in the everyday life world

Spiegelbild, Schatten und gespiegelter Schatten. Vertraute Phänomene in unvertrauten Zusammenhängen.

Schlichting, H. Joachim. In: Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht 49/4 (2006) 196 – 202

Schatten und Spiegelung sind vertraute Abbildun-gen, unter denen ein Mensch seiner selbst ansichtig werden kann. Weniger vertraut sind Situationen, in denen eine Person im Lichte der Sonne gleichzeitig über zwei Schatten oder einen Schatten und ein Spiegelbild verfügt. Diese auf den ersten Blick er-staunlichen Phänomene sollen im Folgenden darge-stellt und physikalisch erklärt werden. Sie können als Beispiele dafür angesehen werden, dass die Schwie-rigkeit der physikalischen Erklärung nicht in der Kompliziertheit der physikalischen Grundlagen lie-gen muss, sondern in der Unvertrautheit des lebens-weltlichen Zusammenhangs.

PDF: Spiegelbild, Schatten und gespiegelter Schatten. Vertraute Phänomene in unvertrauten Zusammenhängen.

Quételet-Ringe auf Fenstern

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 36/4, 185-187 (2005).

Wenn man bei Dunkelheit mit einem Autoscheinwerfer eine Fensterscheibe anleuchtet, kann man manchmal in den Genuss eindrucksvoller Farbringe kommen. Erstaunlicherweise ordnen diese sich exzentrisch zum Spiegelbild des Scheinwerfers an, und ihr fiktiver Mittelpunkt liegt oft sogar außerhalb der Scheibe. Dies ist das seltene Phänomen der Quételet-Ringe.

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

Lichtkreuze in Lichtkreisen

Schlichting, H. Joachim. In: MNU 57/8, 467-474 (2004).

Fenster mit Doppel- bzw. Isolierglasscheiben rufen oft ring- und kreuzförmige Reflexe auf gegenüberliegenden Häuserwänden hervor. Dieses Phänomen wird durch Fotografien dokumentiert und auf der Grundlage der Theorie elastisch verformter Platten anhand von Computersimulationen physikalisch  beschrieben. Anschließend werden mithilfe eines leicht herzustellenden Plexiglasmodells einer Doppelglasscheibe einfache Experimente dargestellt, dokumentiert und mit den Ergebnissen von Simulationen verglichen. Es ergibt sich eine gute Übereinstimmung zwischen den realen und berechneten Reflexen.

PDF: Lichtkreuze in Lichtkreisen

Fensterkreuze mit Licht gemalt

Schlichting, H. JoachimLichtkreuz; Nordmeier, Volkhard. In: Physik in unserer Zeit 31/3, 129-130 (2000).

Spiegelungen des Sonnenlichts an Fensterscheiben hat jeder schon einmal gesehen. In manchen Fällen entwirft die Sonne ein mehr oder weniger getreues Abbild eines Fensters auf dem Pflaster oder einer gegenüber liegenden Häuserwand (Abbildung 1, links). Hin und wieder kann man aber auch neben den erwarteten Reflexen merkwürdig strukturierte Lichtflecke entdecken, die eine
ovale oder kreisrunde Form annehmen können (Abbildung). In diesen Fällen lässt sich nicht so einfach erklären, wie sie zustande kommen.

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

Alltägliche Reflexionen

Schlichting, H. Joachim; Nordmeier, Volkhard. In: Physik in der Schule 35/11, 399-401 (1997).

Die geometrische Optik gehört seit Kepler zu den abgeschlossenen Bereichen der klassischen Physik und kann vom intellektuellen Anspruch her gesehen eher zu den einfach zugänglichen Theorien gerechnet werden.
Phänomene der geometrischen Optik sind daher in besonderer Weise geeignet, auf Lernschwierigkeiten und Probleme des Lernens und Lehrens aufmerksam zu machen, die nicht auf der Kompliziertheit des physikalischen Stoffes, sondern auf einer unzureichenden Einübung in die physikalische Sehweise beruhen.

PDF: Alltägliche Reflexionen