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Rätselfoto des Monats Juni 2022

Wie kommt es zu der doppelten Abbildung?

Erklärung des Rätselfotos des Monats Mai 2021

Frage: Wie kommt es zu der Miniaturabbildung
Antwort: Bei einer Teepause, in der ich ein Stück Kandis in den Tee fallen ließ, entstand eine Blase und ermöglichte es mir durch sie hindurch auf das Stück Kandis zu linsen. Dieses erschien nämlich deutlich verkleinert, so als ob man durch eine Zerstreuungslinse blickte. Wie kann das sein?
Da der Blase ohnehin nur eine kurze Lebensdauer beschieden war und die geselligen Umstände es unmöglich machten, der Sache vor Ort auf den Grund zu gehen, rekonstruierte ich die Situation später in einer Tasse mit Wasser, in das ich zur Entspannung einem Tropfen Spülmittel gegeben hatte. Zur Erzeugung der Blase nahm einen Strohhalm zu Hilfe, mit dem ich auch noch die Blasengröße bestimmen konnte. Und anstelle des Kandis, legte ich eine Cent- Münze auf den Grund der Tasse.
Mit einer solchen Anordnung lässt sich schön verfolgen, dass die Münze wie ehemals der Kandis durch die Blase hindurch betrachtet tatsächlich verkleinert erscheint und zwar umso mehr je kleiner die Blase ist.
Zur Erklärung muss man sich zunächst klarmachen, dass es sich bei der Blase um eine Halbblase handelt und selbst das stimmt nur ungefähr. Damit eine Blase überhaupt als solche existieren kann, muss der Innendruck größer sein als der Außendruck. Denn die Tendenz der Seifenhaut, sich zu einem kugelförmigen Tropfen zusammenzuziehen muss durch einen höheren Innendruck kompensiert werden. Dadurch wird nicht nur die Seifenhaut straff gehalten, sondern im Falle der auf dem Wasser driftenden Halbblase auch die Wasseroberfläche ein wenig eingedellt, sodass im Wasser so etwas wie eine konkave Linse entsteht.
Blickt man durch eine solche Zerstreuungslinse, so erscheinen die durch sie betrachteten Gegenstände – also hier die 1-Cent-Münze – verkleinert: Je kleiner die Blase und damit die Brennweite der von ihr geformten Linse, desto kleiner ist die Abbildung.
In der Abbildung ist die Blase wegen ihrer Transparenz nur indirekt zu erkennen, nämlich durch die tassenfarbene Spiegelung auf dem konkaven Rand der Blase und durch Interferenzfarben im Bereich des Spiegelbilds des lichtspendenden Fensters.

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.

Blickwinkel

Auf einer (langwierigen) Konferenz wagte ich es nicht, meine Langeweile dadurch zu verraten, dass ich durch das Fenster auf das frische Grün dieses schönen Frühlingsmorgens blickte. Ich schaute stattdessen auf eines der glasgerahmten Bilder an der Wand, das direkt in meinem Blickfeld lag. Darauf war eine Frau mit einem Krug abgebildet, die mir – so verstand ich es – den Blick in die Natur gestattete.

P.S.: Das Foto machte ich, als alle gegangen waren.

Socken statt Fischbrötchen

Zurzeit sind die Wollsocken wirklich wichtiger als Fischbrötchen, die einem ja in der Hand gefrieren würden.

Gesehen in Greetsiel

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.

Riesensonnentaler in der Stadt

Sonnentaler bringt man normalerweise mit den Lichtkreisen unter dem Blätterdach von Bäumen in Verbindung. Wie erstaunt war ich doch, als ich perfekt aussehende Sonnentaler in der Stadt in einer bestimmten Anordnung über die Straße verstreut vorfand. Ich fragte mich natürlich, durch welche Löcher hier die Sonne wohl durchstrahlen würde und stieß schließlich auf hochgelegene Sprossenfenster mit kleinen quadratischen Scheiben (Schätzungsweise 15 cm x 15 cm). Diese reflektierten einen Teil des auftreffenden Sonnenlichts, was denselben Effekt hat, wie wenn das Licht durch quadratische Löcher geht: In der Nähe würde man quadratische Abbilder der kleinen Fenster auffangen, in weiterer Entfernung das Bild der Sonne.
Wer es nicht glaubt, dem empfehle ich folgendes kleines Expermiment. Man nehme einen quadratischen oder rechteckigen Taschenspiegel, lasse das Sonnenlicht darauf fallen und richte den Reflex auf eine möglichst weit entfernte schattige Fläche, z.B. die Wand eines hohen Hauses. Man wird einen runden Fleck wahrnehmen.
Dass die Reflex-Sonnentaler auf der Straße nicht so ordentlich aufgereiht erscheinen, wie die Fensterelemente liegt wohl daran, dass letztere nicht völlig plan eingebaut worden sind und die große Entfernung zu entsprechenden Verschiebungen der Abbilder auf dem Asphalt führt.

Spiegelwolken im Fenster

Wolken sind normalerweise in Bewegung. Wenn sie nicht gerade von einem starken Wind getrieben werden, sieht man kaum etwas von ihrer Bewegung, es sei denn man betrachtet sie in Relation zu einem festen Gegenstand, einem Baum oder einem Gebäude. Auch der Mond weist oft dadurch auf die bewegten Wolken hin, dass er durch sie hindurch zu driften scheint. Und nur durch das Wissen um die kaum merkbare Bewegung des Monds, erschließt man die Bewegung der Wolken.
Als Kind habe ich oft auf dem Rücken im Gras gelegen und die Wolkenbewegung dadurch genossen, dass sie in mein Blickfeld ein- und austraten. Heute kann man die bewegten Wolken zuweilen durch die Bewegung ihrer Spiegelbilder in verglasten Gebäuden erkennen. Die Spiegelwolken treten auf der einen Seite in die Scheiben ein und verlassen sie auf der anderen Seite. Dabei kann man teilweise Bewegungen innerhalb einer Wolke erkennen, die auf Deformationen der mehrfach verglasten Scheiben schließen lassen. Da die realen und die reflektierten Wolken nicht gleichzeitig in den Blick genommen werden, erlebt man die Wolkenbewegung in der Spiegelwelt oft als eine vom Menschen gemachte Inszenierung. Dies entdeckte ich als ich auf einer Bank wartend die Spiegelwolken verfolgte und auf diese Weise neben kontemplativen Momenten auch physikalische Vorgänge erleben konnte.

Durchblick, Überblick, Anblick, Einblick

Im 46. Stockwerk eines Hochhauses, in dem die immer wieder unter großen akrobatischen Einsatz (jedenfalls kam es mir so vor) geputzen Fenster, hat man einen einen guten Durchblick und damit auch einen weitreichenden Überblick über die Megastadt. Damit ist jedoch bei weitem kein Einblick verbunden in die Maschinerie, die all dies in Gang hält. Wendet man den Blick, so verliert man sich leicht in Spiegelungen, die den vorher noch als deutlich und klar empfindenen Durchblick wie ein Anblick einer anderen Welt erscheinen lassen. Man ist sehr schnell müde, die Überlagerungen von realen und virtuellen Eindrücken zu ordnen und nimmt es und sich selbst mittendrin schließlich als eine Art Kunstwerk wahr.

Fenstergeheimnisse

Das Geheinmis liegt hier nicht nur hinter den Fenstern als vielmehr darin, welches Fenster ein wahrhaftiges Fenster ist und welches nur eine Spiegelung. Man muss sich schon ganz schön in die Situation hineinfuchsen, um ein in sich stimmiges inneres Bild von den äußeren Bildern zu gewinnen. Oft bin ich selbst vor der Situation mir nachträglich klarzumachen, was ich denn beim Fotografieren realiter vor mir hatte. In einigen – allerdings seltenen Fällen – bin ich später sogar zum Original zurückgegangen, um meine Vorstellung zu überprüfen.
Diese Erfahrung wirft ein bezeichnendes Licht auf die Selektivität und die damit verbundene Einschränkung der Wahrnehmung. Denn während des Fotografierens sind einem häufig noch nicht alle Aspekte präsent, die bei der späteren Betrachtung des Fotos interessant werden.

Fenster als Fenster im Fenster

Ursprünglich war das Fenster ein praktisches Bauelement, das eine semitransparente Kommunikation mit der Außenwelt ermöglicht. Durch das Fensterglas wurde es möglich, Räume materiell von der Außenwelt zu trennen ohne wesentliche optische Einschränkungen hinnehmen zu müssen. Doch die Glasscheiben führen darüber hinaus ein multivisuelles Eigenleben, dass oft zu verblüffenden, manchmal sogar künstlerisch anmutenden Effekten führt. Im vorliegenden Foto erleben wir Fenster von außen, wobei ihre Wirkung als Lichtfalle und Spiegel dominiert. Obwohl dies ursprünglich kaum beabsichtigt war, kann ihne eine gewisse Ästhetik nicht abegesprochen werden. Auch spielen Fenster in der Kunst eine wichtige Rolle.

Fensterreflexe auf den zweiten Blick

Vor einigen Tagen habe ich ein Problem geschildert, bei dem Sonnenlicht sowohl aus dem realen Fenster eines Gebäudes sowie aus dem Fenster des Spiegelbilds des Gebäudes in einem Wasserbecken reflektiert wird. Um dem einen oder der anderen beim eigenen Lösen des Rätsels nicht vorzugreifen, ließ ich die Erklärung offen und hole sie hiermit nach. (Dabei sollte man sich das dort abgebildete Foto noch einmal vor Augen halten. Das aktuelle Foto betrifft ein neues Phänomen.)

Wenn Reflexionsphänomene auf den ersten Blick unverständlich erscheinen, hilft oft eine Zeichnung mit der man (im Rahmen der geometrischen Optik) den Lichtwegen nachspürt. Das habe ich getan (siehe Grafik) und denke, dass die Vorgänge damit veranschaulicht werden können.

Das Sonnenlicht wird natürlich auf der ganzen Häuserfront reflektiert. Wir sehen jedoch je nach unserem Standpunkt nur das Licht, das in unsere Augen gerät. Hier kommt es vor allem auf die spiegelnden Reflexe der Sonnenscheibe selbst an. Die zeigt sich zum einen in der Reflexion des Lichts, das aus dem oberen Fenster gemäß Einfallswinkel = Reflexionswinkel in unsere Augen umgelenkt wird. Zum anderen trifft das im nächst niedrigeren Fenster reflektierte Licht der Sonnenscheibe so auf die Wasseroberfläche auf, dass es von dort in unsere Augen gelangt. Da diese jedoch von dem „Knick“ des Lichtweges auf der Wasseroberfläche nicht „wissen“ können, wird das Licht aus der geradlinigen Verlängerung (gestrichelte Linie) kommend gesehen.

Das heißt aber, dass es in der hier vorliegenden Konstellation so aussieht, als käme das Licht aus dem Fenster der nächst niedrigeren Etage. Eine Reflexion aus derselben Etage wie das direkt reflektierte Licht erscheint also physikalisch nicht möglich. Damit dürfte das Rätsel gelöst sein. Oder?

Schaut man sich das Foto des aktuellen Beitrags im Lichte dieser Erkenntnis an, so scheint es zu zeigen, dass es auch anders geht. Hier scheint das im Wasser reflektierte Sonnenlicht nicht aus der Höhe des nächst niedrigeren Stockwerks zu kommen, sondern aus dem nächst höheren. Kann man da der Physik noch vertrauen? Auch hier hilft wieder eine Zeichnung. Allerdings sollte die begleitende Frage lauten: Wie müssen die betroffenen Fenster beschaffen sein, damit ein solcher Anblick möglich ist.
Ich komme darauf zurück.

Reflexionen beim Blick durch ein Fenster

Der Blick durch/in ein Fenster auf die Innen- und Außenwelt offenbart einige interessante Ein- und Aussichten. In der rechten Bildhälfte blickt man durch die geöffnete Balkontür auf einen Balkon und die dahinter liegende Seitenfassade eines anderen Gebäudes, das weitgehend im Halbschatten liegt. Auf der linken Bildhälfte sieht man auf/durch die schräggestellte Balkontür. Man sieht in Durchsicht kaum etwas von dem wenig beleuchteten Zimmer, lediglich die dicht hinter der Scheibe angebrachte weiße Gardine ist deuchtlich zu erkennen. In der Spiegelung der Balkontür zeigt sich der Balkon aus etwas anderer Perspektive und vor allem ein voll in der Morgensonne liegendes Gebäude in den frischen Farben des frischen Tags. Der gespiegelte Himmel zeigt das passende Blau dazu. Beim Blick durch die offene Balkontür ist kein Himmelsblau zu sehen. Wir wissen aber durch die Spiegelung, dass uns durch die automatische Kameraeinstellung hier etwas vorenthalten wird. Weil die Kamera eine Blendeneinstellung wählt, die als Kompromiss angesehen werden kann zwischen der unterschiedlichen Helligkeit der linken und rechten Seite, haben wir rechts eine Überbelichtung, die den blauen Himmel weiß erscheinen lässt und links ein unterbelichtetes Zimmer (im linken und unteren Bereich nur Schwärze). Lediglich der in der Scheibe reflektierte Ausschnitt aus der Außenwelt wird einigermaßen korrekt wiedergegeben.
Und noch etwas fällt auf. Das diffus reflektierte Licht der halbtransparenten hellen Gardine wird im oberen Bereich von der spiegelnden Reflexion der hellen Szenerie überstrahlt und nahzu unsichtbar, während im unteren Bereich kaum Streulicht aus dem Zimmer kommt und die diffuse Reflexion voll zur Geltung kommt.

Fenster – zwischen Reflexion und Transmission

Fenster gewähren Ausblick und Einblick. Obwohl Fensterglas transparent ist, wird diesen Blicken nicht immer in der gewünschten Weise stattgegeben. Von einem hellen Zimmer aus in die dunkle Außenwelt zu blicken gelingt nur sehr unvollkommen. Während es umgekehrt leicht möglich ist. Tagsüber hat man hingegen nur eine eingeschränkte Möglichkeit von außen durch die Fenster in einen unbeleuchteten Raum zu blicken.
Wenn man es trotzdem tut, sind die Einblicke eher impressionistischer Natur als reale Anblicke (siehe Foto).
Ursache für diese Verwirrungen ist die Tatsache, dass Glasscheiben nicht nur transparent sind, sondern zu einem sehr kleinen Teil das Licht auch reflektieren (ca. 4% bei senkrechtem Blick durch eine Grenzschicht zwischen Luft und Glas). Dieser geringe Anteil wird jedoch dominierend, wenn in der Reflexionsrichtung kaum durchgehendes Licht auftritt.

Doppelte Reflexion im Fenster und im Wasser

Ich werde manchmal gefragt, wie ich zu den Alltagsphänomenen komme, die hier im Blog angesprochen werden. Die Frage kann ich nur exemplarisch beantworten, indem ich typische Situationen schildere, in denen ich von einem Phänomen gewissermaßen angesprungen werde.
Das vorliegende Foto ist entstanden, als ich meinen Zug verpasst hatte und die Zeit auf dem Bahnhofsvorplatz verbrachte. Ich betrachtete die Gebäude und konnte den Ärger dadurch teilweise auf andere (u.A. bauliche) Unvollkommenheiten ablenken. Schließlich stand ich vor einem größeren Wasserbecken, das hier aus Dekorationsgründen angelegt worden war. Darin spiegelte sich mehr oder weniger deutlich ein Hotelgebäude. Sogar die in einem der Hotelfenster reflektierte Sonne wurde im gespiegelten Hotelgebäude reflektiert. Während der Reflex im realen Fenster unerträglich blendete (und in der Fotografie einen weiten Bereich des Fensters überstrahlte) war die Reflexion im Wasser stark herabgedimmt und erträglich.
So sollte es auch sein und ich hätte zufrieden mit der Welt, mit der Physik und mit mir (trotz des Zuspätkommens) sein können. Doch irgendetwas schien hier nicht zu stimmen. Richtig: Die Spiegelung der Sonne erscheint im gespiegelten Gebäude in einem niedrigeren Fenster als im realen Gebäude. Wie das? Schon hatte mich ein Phänomen angesprungen und bestimmte die folgende Zugfahrt,für die ich mir eigentlich schon etwas anderes vorgenommen hatte.

Eine Erklärung gebe ich in einem späteren Beitrag.

Fensterblicke

Wenn man ein solches Gebäude mit gekrümmten Fassaden erblickt, wird man vielleicht an moderne Architektur à la Hundertwasser erinnert… Aber nein, nicht wirklich. Denn die Linien sind doch wohl etwas zu umstürzlerisch. Außerdem erscheinen sie genau in den Kreuzungen der Sprossen des Fensters, durch das man blickt zusammengezogen zu werden. Man wird ziemlich schnell das Fenster im Verdacht haben. Richtig, es handelt sich um eine Doppeltverglasung und die führt in den meisten Fällen dazu, dass die Scheiben infolge unterschiedlichen Luftdrucks innerhalb und außerhalb der Scheiben deformiert werden. Diese Deformationen führen meist zu kissenförmigen Verzerrungen der Gegenstände, die man im Blick hat.
Aber wie wäre es, wenn wir gar keinen Hinweis auf das Fenster hätten? Würden wir dann die Realität anders wahrnehmen. Würden wir etwa davon ausgehen, dass gesehene Gegenstände je nach Blickwinkel ihre äußere Form ändern? Welche Wirklichkeitsauffassung resultierte daraus? Ich will den Gedanken nicht weiterspinnen, obwohl er geeignet ist, einige stillschweigende Voraussetzungen der Wahrnehmung zu unterminieren. Und da wir nun mal nicht ständig durch Fenster blicken, sind diese Fragen außerdem sehr hypothetisch. Sind sie das wirklich? Sind nicht auch unsere Augen eine Art Fenster? Jedenfalls blicken wir durch den Glaskörper, die Linse, die Hornhaut und nehmen alles auch noch auf dem Kopf stehend wahr. Ist das wirklich vertrauenswürdig? Nun, wir haben nichts Besseres und kommen in der Regel bestens damit zurecht – von Augenfehlern einmal abgesehen. Jedenfalls macht unser Gehirn aus den Seheindrücken die schöne, stabile, in Senkrechten und Waagerechten normierbare Welt. Aber ist nicht gerade darin das Problem zu sehen? Sind wir noch Herr im eigenen Hause?

Fenstergeschichten in Blautönen

Einige Fenster scheinen hier aus dem Rahmen zu fallen. Sie erzählen eine andere Geschichte.

Durchblick mit Goldrand

Das künstlerisch gestaltete, mit Goldrand versehene Fenster fordert geradezu dazu heraus, durchschaut zu werden. Auch wenn der Erkenntnisgewinn sich dabei in Grenzen halten mag, kann doch der Eindruck mitgenommen werden, einen Durchblick gehabt zu haben – auch wenn man dabei nur durch Fenster blickt, die einem durch ihre transparenten Scheiben dabei sehr entgegen kommen. Außerdem blickt man durch zwei Fenster. Und so oft hat man nun auch wieder nicht die Gelegenheit, einen doppelten Durchblick mit Goldrand zu haben.
Ehrlicherweise muss jedoch zugegeben werden, dass trotz dieser Doppelung der Durchblick nicht vollkommen sein kann. Ein vollkommener Durchblick würde nämlich ins Nichts führen. Man muss sich also schon damit begüngen, dass der Durchblick endlich bleibt und günstigenfalls in der Weitsicht endet.
Diese Weitsichtigkeit besteht in diesen Zeiten bereits darin, dass man genügend Abstand nimmt, auch wenn wir wissen, dass Weitsichtigkeit weit mehr bedeutet. Sie bringt uns unseren Zielen näher und verschafft uns Übersicht und Umsicht. Solange sich Weitsichtigkeit nicht als bloßer Augenfehler entpuppt, kann sie zu Visionen führen, wenn es glingt Wissen und Sehen kreativ miteinander zu verbinden.

Ein trockenes Loch im Tröpfchenbelag

H. Joachim Schlichting. Physik in unserer Zeit 51/6 (2020), S. 308

Ein vor einer kalten Fensterscheibe befindliches Hindernis ermöglicht eine Visualisierung der Strömung wärmerer Luft. Weiterlesen

Rätselfoto des Monats November 2020

Was haben Schneebeeren mit Schnee gemeinsam?

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Eisblumen am Flugzeugfenster

Während eines Fluges hoch über den Wolken unter strahlend blauem Himmel wurde ich durch Eiskristalle am Kabinenfenster daran erinnert, dass außen ungemütliche Temperaturen von circa – 50° C und nur noch etwa ein Viertel des Luftdrucks (ca. 250 hPa) auf Meereshöhe (Normaldruck von ca. 1000 hPa) herrschen. Die Flugzeugkabine ist daher eine Art Luftballon, der mit warmer Luft gefüllt ist. Es wird zwar nicht der volle Luftdruck auf der Erdoberfläche im Fahrgastraum des Flugzeugs aufrecht erhalten, sondern nur etwa Dreiviertel (750 hPa) des Normaldrucks. Das entspricht in etwa dem Druck, der in 2500 m Höhe im Hochgebirge herrscht.
Damit die Flugreisenden zumindest visuell mit der Außenwelt Kontakt aufnehmen können, gibt es Flugzeugfenster, die die Differenzen zwischen Innen und Außen so überbrücken, dass der Durchblick weitgehend ungestört bleibt. Ein solches Flugzeugfenster besteht in der Regel aus drei Acrylglascheiben, von denen die innere Scheibe nur dazu da ist, dass die Reisenden nicht mit den beiden extrem kalten äußeren Scheiben in Berührung kommen.
Ein kleines Loch in der mittleren Scheibe sorgt dafür, dass die Druckunterschiede zwischen Kabine und äußerer Scheibe stets ausgeglichen werden können. Der damit verbundene Luftaustausch erfüllt damit außerdem die Funktion, die Ansammlung von Feuchtigkeit zwischen den Scheiben und damit ein die Sicht behinderndes Beschlagen der Scheiben zu verhindern. Damit unterscheiden sich die Flugzeugfenster grundlegend von den mehrfach verglasten Scheiben in Wohnhäusern, die fest versiegelt sind und keinen Luftaustausch mit der Außenwelt ermöglichen.
Aber Ausnahmen bestätigen die Regel. Ab und zu kommt es dann doch dazu, dass Scheiben beschlagen oder sogar Eiskristalle an der äußeren Scheibe entstehen, die meist auf die Nähe des Lochs beschränkt bleiben. Auf dem Foto sieht man den nicht allzu häufig vorkommenden Fall, dass sich die Eisblumen über einen größeren Bereich ausbreiten. Ich habe auf Flugreisen beobachten können, dass die Kristalle während ein und desselben Flugs auch wieder verschwinden können. Da die Kristallbildung nicht an allen Scheiben gleichzeitig auftritt, müssen Besonderheiten in der Nähe des betroffenen Fensters ausschlaggebend sein.
Ein Platz am Flugzeugfenster ist übrigens ein idealer Beobachtungsposten, von dem aus nicht nur großartige Ausblicke aus nicht alltäglicher Perspektive möglich sind, sondern auch Naturphänomene erlebt werden können, die einem normalerweise entgehen.

SchauFenster – FensterSchau

Dieses Schaufenster wirkte auf mich eher wie ein modernes Kunstwerk als wie eine übersichtliche Auslage von verkaufswürdigen Gegenständen. Nur wenn ich nahe genug an das Fenster heranging und im eigenen Schatten hineinblickte erschlossen sich mir die Verkaufsobjekte.
Das Problem war in den von der Sonne hell beleuchteten Gegenständen und Gebäuden, die dem Fenster gegenüberliegen zu sehen. Das von ihnen diffus in Richtung Schaufensterscheiben reflektierte Licht war so intensiv, dass der von den Scheiben spiegelnd reflektierte Anteil von etwa gleicher Helligkeit war wie das von den Auslagen ausgehende Licht.
Diese Überlagerungen des direkten und gespiegelten Lichts ganz unterschiedlicher Herkunft erzeugten Impressionen, denen am ehesten noch unter dem Aspekt der abstrakten Kunst bezukommen war.
Physikalisch gesehen spielen die durch den unterschiedlichen Luftdruck zwischen der Außenwelt und dem Raum zwischen den beiden deformierten Doppelglasscheiben eine wesentliche Rolle.

Kunst und Physik-Schwerpunkt: Das Fenster: Ausblick, Durchblick, Anblick, Einblick

Seit einigen Jahren führe ich im Frühsommer und im Herbst in Neustadt (Weinstraße) eine Lehrerfortbildung zum Thema „Kunst und Physik“ mit wechselnden Schwerpunkten durch. Ich bin mehrfach gebeten worden, dies in meinem Blog mitzuteilen. Heute findet eine solche ganztägige Fortbildung statt. Dabei geht es diesmal um den Schwerpunkt des Fensters aus künstlerischer und physikalischer Perspektive. Weiterlesen

Reflektierende Fenster

Leider konnte ich aus meiner Position die Figur auf der Spitze des Doms (Gendarmenmarkt in Berlin) nicht ganz auf das Foto bekommen. Mir kam eines der unteren Fenster zu Hilfe, das die Ergänzung besorgte. Glück muss man haben.
Das Reflexionsgesetz wird dadurch nicht außer Kraft gesetzt. Im Gegenteil, das Foto zeigt, dass es gilt. 😉

Sternenhimmel am Flugzeugfenster

Endlich mal ein Sternenhimmel, an dem die Sterne ihre zackige Sternform bewahrt haben. Zwar sieht man auch noch schemenhaft die typischen Spuren von Sternen, die auf Langzeitaufnahmen zeigen, dass sie scheinbar um den Polarstern kreisen – doch damit fällt das schöne Bild auseinander. Denn Fixsterne können nicht gleichzeitig auf demselben Foto fix sowohl in der Bedeutung von fest  als auch von schnell bewegt sein. Weiterlesen

Alltägliche Spiegelwelt…

Dieses Foto ist nicht manipuliert. Ich habe das Motiv so gesehen und das Foto gibt die Situation erstaunlich realistisch wieder, obwohl der Anblick ziemlich irreal erscheint. Jedenfalls ist es gar nicht so leicht, die Konstellation der gespiegelten und realen Aspekte trennscharf auseinander zu halten. Dabei habe ich nichts weiter getan, als die große Glasfront eines Gebäudes zu fotografieren. Weiterlesen

Mehrfachabbildungen eines Falters

Dieses Foto bekam ich von Claudia Hinz geschickt. Es scheint auf den ersten Blick so etwas wie ein mehrfacher Schatten eines Falters zu sein, der auf nicht unmittelbar zu erkennende Flächen geworfen wird. Um damit etwas anfangen zu können, ist die Information wichtig, dass der Falter auf der Außenseite einer Doppelglasscheibe eines Flughafengebäudes fotografiert wurde. Weiterlesen

Informationsflut in Tropfenform

Wenn nach einem Regenschauer die Fensterscheiben mit kleinen Tröpfchen besetzt sind, hat man den Eindruck, dass der Durchblick getrübt wird. Besonders störend wäre das beim Autofahren, wenn der Scheibenwischer nicht dafür sorgte, dass die Tropfen immer wieder weggewischt werden. Schaut man sich die Tropfen aus der Nähe an, so entdeckt man, dass sie ihrer Transparenz gehorchend mitnichten den Blick auf den Gegenstand, in diesem Fall ein Haus, verhindern, sondern ihn sogar vervielfältigen. Denn jeder Tropfen wirkt wie eine Sammellinse. Sie vernichten also keine Information, sondern erzeugen sie (jedenfalls im mathematischen Sinne). Ginge ein Bild verloren, so wären noch viele weitere Bilder vorhanden.
Aber so einfach ist es nun auch wieder nicht. Zum einen steht das abgebildete Haus auf dem Kopf und ist sphärisch verzerrt. Gut, daran könnte man sich sogar gewöhnen, zumal die sichtbare Welt ohnehin überkopf auf die Netzhaut abgebildet wird. Durch die Tropfen betrachtet würde man die Welt sogar richtig herum auf der Netzhaut haben, obwohl das der Wahrnehmung nicht zugute kommt.
Zum anderen – und das ist das eigentliche Problem – bewirkt zu viel Information das Gegenteil: Desinformation. Man sieht das Haus vor lauter Häusern nicht mehr. Der Durchblick wird getrübt. Aber immerhin haben die Tröpfchenbildchen zu dieser Erkenntnis geführt, sodass auch eine getrübte Durchsicht dennoch zur Einsicht führen kann.

Rätselfoto des Monats August 2018

Wie kommt es zu dieser Struktur? Weiterlesen

Spiegelnde Fenster und die Farbe des Himmels

Wie man am geöffneten Fenster im oberen Bild rechts unten sieht, kommt so gut wie kein Licht aus dem Zimmer. Das ist eine gute Voraussetzung für perfektes Spiegeln. Denn auf diese Weise wird das Auge fast nur von dem reflektierten Licht der Scheibe getroffen. Auch wenn dies in der Intensität stark herabgesetzt ist, merkt man von der Transparenz des Fensters so gut wie nichts.
Es handelt sich um Doppelglasscheiben. Das ist an den Verzerrungen der gespiegelten Gegenstände in der Nähe der Scheibenränder zu sehen. Weiterhin verraten die Reflexe, dass die vordere Scheibe stärker reflektiert als die hintere, weil ansonsten gegeneinander verschobene Überlagerungen der etwa gleich starken Reflexe der beiden Scheiben zu sehen wären, wie es in der unteren Abbildung rechts an einem anderen Fenster mit starken Verzerrungen zu sehen ist.

 

Und noch etwas ist zu erkennen: Die oberen Scheiben, die nicht mehr vom Licht des gegenüberliegenden Gebäudes sondern vom Himmelslicht getroffen werden, unterscheiden sich im Blauton. Die linke Scheibe des linken Fensters, sowie die linke und mittlere Scheibe des rechten Fensters  zeigen einen leicht helleren Blauton als die übrigen Scheiben. Diese dunkleren Scheiben haben eines gemeinsam; sie stehen auf kipp und reflektieren daher Himmelslicht aus einem höheren Himmelsbereich.

Wie man im rechten unteren Foto sehen kann, sind die höheren Himmelregionen von einem dunkleren Blau geprägt. Darin macht sich bemerkbar, dass man zum Zenit hin durch eine dünnere Atmosphärenschicht hindurch in den schwarzen Weltraum blickt, als zum Horizont hin. In dieser Richtung ist der Weg des Sonnenlichts viel länger, sodass die Lichtstreuung wesentlich ausgeprägter ist und letztlich zu einer stärkeren Aufhellung des Himmels – der indirekten Beleuchtung des Welt- führt.

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

Die Erzählung eines Fensters

Aus der Betrachtung dieses Fensters kann man einige Schlussfolgerungen ziehen, die der harmlose Anblick zunächst kaum vermuten lässt. In ihm spiegelt sich – nein, kein symmetrisch gespiegelter Kopf mit Bowler Hut – sondern die Giebelverzierung eines altehrwürdigen Gebäudes. Man sieht die Spiegelung nicht nur einmal, sondern gleich dreimal, sich gegenseitig überlagernd. Das lässt darauf schließen, dass es sich um ein Isolierglasfenster mit drei Scheiben handelt. Und die haben es in sich, vor allem optisch. Weiterlesen

Ein farbenfroher Dreckeffekt

Vor einigen Jahren fuhr ich regelmäßig mit der Bahn von einem kleinen Bahnhof aus, der seit langem unbenutzt war. Als ich auf den Zug wartend an einem frühen Morgen in der Dunkelheit meine neue Kamera ausprobieren wollte, fotografierte ich mit Blitzlicht eine Glastür. Ein vernünftiges Bild erwartete ich natürlich nicht. Doch bei näherer Betrachtung des Ergebnisses zeigten sich Ausschnitte aus farbigen Ringen, die quer über die Scheibe liefen. Systematische Wiederholungen solcher Fotografien zeigten, dass hier ein Phänomen im Spiel war. Weiterlesen

Beobachten und beobachtet werden

abend_dsc07491_rvDer 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

Der Blick aufs Meer

fenster_1_meerblickUnd so bin ich jetzt am Meer angelangt. Das Meer. Auch das Meer ist, ebenso wie alles andere, begrenzt, wissen Sie, nur, daß es sich hier ähnlich wie mit den Sonnenuntergängen verhält, es ist schwierig, den Grundgedanken herauszuarbeiten, ich meine, Kilometer um Kilometer von Felsenriffen, Ufern und Stränden in einem einzigen Bild zusammenzufassen, in einem Konzept für die Begrenzung des Meeres, etwas, was sich in wenigen Zeilen niederschreiben läßt, das in ein Lexikon paßt, damit die Menschen, die es später lesen, begreifen könne, daß das Meer ein Ende hat und wie es unabhängig von dem, was drum herum vor sich geht . . .

Aus: Alessandro Baricco. Oceano Mare – Das Märchen vom Wesen des Meere. München 2001.

Nicht nur das Meer selbst, auch der Blick ist begrenzt. Das Fenster stellt eine Möglichkeit dar, die Begrenzung in einen passenden Rahmen zu geben. Der Fensterblick macht das Unbegrenzte beherrschbar, indem es die Ausschnittshaftigkeit der Erkenntnis bereits in die Wahrnehmung integriert.
Ich kann stundenlang am Fenster sitzen und auf das Meer schauen.

Das zerfallende Haus abseits einer Ortschaft habe ich auf der Baleareninsel Formentera entdeckt.

 

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

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