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Jahreszeit

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Weihnachtliche Physik

Nimm dir Zeit (Relativitätstheorie) und

komm zur Ruhe (Mechanik).

Genieße die Reflexionen und Brechungen des Lichts (Optik) und

lausche besinnlicher Musik (Akustik),

lass es dir bei einem warmen Getränk (Thermodynamik) gut gehen,

lade deine Akkus auf (Elektrizität),

lass die Annäherung der Engel zu (Aeronautik)

Fang einen fallenden Stern (Astronomie)

und…. genieße diese Tage!

Ein letztes kleines Rätsel – in diesem Jahr:
Um was für eine Kugel handelt es sich auf dem Foto?

Ich wünsche allen besinnliche und stressfreie Weihnachtstage!

Glänzende Weihnachtskugeln bilden ab…

… und bilden, sofern diese Abbildungen durchschaut werden. Einige Kugeln tanzen aus der Reihe. Worin unterscheiden sie sich von den anderen?

Wie dem auch sei. Ich wünsche euch allen, dass heute unter euren Weihnachtsbäumen nicht diese unerträgliche Leere herrschen möge.

Licht und Schatten zum 4. Advent und Winteranfang

Obwohl die Kerze nicht brennt, wird dem 4. Advent durch 4 Lichter Rechnung getragen. Sie liegen des Kontrastes wegen im Schattenbereich des Kerzenhalters der effektvoll von zwei Halbschattenkreisen zunehmender Helligkeit umgeben ist – ein wahres Clair-obscure-Ereignis. Wer trotz der doppelten Bedeutung des heutigen Tages Lust hat dieses Phänomen physikalisch zu entzaubern, um sich dadurch doppelt verzaubern zu lassen, sei dazu herzlich eingeladen.

Heute wird am 4. Advent der astronomische Winteranfang gefeiert. Wer Winter (in unseren nördlichen Breiten) mit Dunkelheit und tiefstehender Sonne in Verbindung bringt, sollte sich angesichts dieses Tages vor Augen führen, dass ab heute die Tage wieder länger werden. Das – in dieser Hinsicht – schlimmste (?) haben wir hinter uns. Mit einer gewissen Phasenverschiebung steht uns allerdings die kälteste Zeit noch bevor – wenn sie denn kommt.

Weihnachtsbäume – auf das Fest wartend…

Hier sieht man sie in Reih und Glied – zumindest spitzenmäßig – gespiegelt an der Grenze zwischen der Vor- und Nachweihnachtszeit. Hinterher sind sie nicht mehr so ganz „leserlich“ und gehen den Bach runter… 🙂

Reelle Kerzen zum 3. Advent

Wenn man nur eine reale Kerze mit einer realen Flamme hat, kann man sie dazu bringen mit zwei reellen Flammen ihre Zahl zum 3. Advent passend auf die nötige Zahl von 3 zu erhöhen. Dazu muss man die Kerze nur in einen Glaszylinder stellen und aus dem richtigen Winkel betrachten. Zwei prominente Reflexionen bringen die beiden fehlenden Flammen hinzu.
Die beiden rein optisch erzeugten Kerzenflammen sind reelle Bilder. Reell heißen sie, weil sie nicht real sind aber so tun als ob. Sie befinden sich wie eine reale Kerze im Glasrohr, sind aber immateriell.
Die erste reelle Flamme kommt durch die Reflexion an der vorderen Grenzfläche der rückwärtigen Glaswand, die zweite darüberstehende durch die Reflexion an der hinteren Grenzfläche zustande. Weil letztere um die Dicke der Glaswand weiter entfernt ist, erscheint sie sogar größer.
Außerdem bringt sie die Farbstruktur der realen Flamme originalgetreuer hervor als es bei den beiden anderen Flammen der Fall ist. Denn während diese aufgrund der mittleren Belichtungszeit der Kamera überbelichtet sind, wird die Intensität der dritten Flamme durch die Lichtabsorption in der im Übrigen verschmutzten Glaswand gerade auf das passende Maß reduziert. Bei korrekter Belichtung der Originalflamme wäre von dem Glasgefäß und den reflektierten Flammen kaum etwas zu sehen.
Reelle Bilder wurden bereits früher hier und hier und hier und hier dargestellt.


Wer sich noch an den Optikunterricht erinnert, für den ist vielleicht die untere Grafik hilfreich, die den Lichtweg der Flammenspitze und damit das Zustandekommen der Abbildung schematisch visualisiert.

Oktoberlied

Der Nebel steigt, es fällt das Laub;
Schenk ein den Wein, den holden!
Wir wollen uns den grauen Tag
Vergolden, ja vergolden!

Und geht es draußen noch so toll,
Unchristlich oder christlich,
Ist doch die Welt, die schöne Welt,
So gänzlich unverwüstlich!

Und wimmert auch einmal das Herz –
Stoß an und laß es klingen!
Wir wissen’s doch, ein rechtes Herz
Ist gar nicht umzubringen.

Der Nebel steigt, es fällt das Laub;
Schenk ein den Wein, den holden!
Wir wollen uns den grauen Tag
Vergolden, ja vergolden!

Wohl ist es Herbst; doch warte nur,
Doch warte nur ein Weilchen!
Der Frühling kommt, der Himmel lacht,
Es steht die Welt in Veilchen.

Die blauen Tage brechen an,
Und ehe sie verfließen,
Wir wollen sie, mein wackrer Freund,
Genießen, ja genießen!*


*Theodor Storm (1817 -1888)

 

El balanceo de las hojas al caer

H. Joachim Schlichting. Investigación y Ciencia Septiembre 2019  Curiosidades de la física

La manera en que fluye el aire alrededor de las hojas que caen de un árbol da lugar a varios patrones de movimiento recurrentes.

La elegancia que a menudo muestran las hojas cuando caen de un árbol no es casual. Dependiendo de las condiciones iniciales, su movimiento puede clasificarse en tres tipos básicos. [GETTY IMAGES/VIT-PLUS/ISTOCK]

A muchas personas les afecta emocionalmente la caída de las hojas en otoño, un espectáculo natural del que los poetas llevan hablando desde tiempos inmemoriales. Así, Edmond Rostand hizo que su Cyrano de Bergerac exclamara:
¡Qué bien caen! Cómo saben revestir de una belleza postrera ese trayecto tan corto de la rama a la tierra; y a pesar de su espanto por pudrirse en el suelo, ¡intentan que su caída tenga la gracia de un vuelo!
Este pasaje formula de manera poética la interesante observación —desde el punto de vista de la física— de que las hojas no solo se bambolean al azar mientras caen, sino que, a menudo, muestran movimientos regulares.
Si estudiamos el fenómeno con mayor detenimiento, podremos reconocer ciertas formas básicas que se distinguen especialmente bien cuando el viento está en calma. Aparte de la caída irregular y caótica, a menudo podemos encontrar tres patrones concretos.
El primero es la caída en posición horizontal, donde la hoja flota plana en el aire y solo se balancea ligeramente en torno a dicha posición. En segundo lugar tenemos la caída oscilante, en la que las hojas se mecen alternativamente a un lado y a otro de manera bastante regular. Y por último podremos observar la caída rotatoria, caracterizada por un movimiento en el que la hoja gira sobre sí misma y experimenta una notable desviación lateral (véase la figura 1).

Flujos de aire
Para esbozar una explicación, podemos simplificar e imaginarnos que la gravedad actúa sobre el centro de masas de la hoja. La velocidad de esta aumentaría de modo constante debido a la aceleración de la gravedad si no fuera por la fuerza de resistencia del aire, que aumenta con el cuadrado de la velocidad y es proporcional al área de la sección transversal expuesta al aire incidente…

PDF: El balanceo de las hojas al caer

 

Einzugsbereich von Weinblättern

Ähnliche Blätter hatte kürzlich Gerda Kazakou gezeigt. Inzwischen sehe ich, dass viele Weinblätter (jedenfalls in meinem Garten) ähnlich deutlich den Abtransport und damit die Sicherung der in den Blättern lagernden Nährstoffe im Stamm der Pflanze zu erkennen geben. Da mit diesem Vorgang die Pigmente des ehemals für die Fotosynthese wichtigen Blattgrüns (Chlorophyll) in dem Maße verschwinden, wie der Abtransport der Nährstoffe durch das fraktale Adersystem voranschreitet, gewinnen die bislang vom Grün überdeckten Pigmente zunächst in den bereits bereinigten Außenbereichen und ganz zum Schluss in den Hauptadern die Überhand.
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Herbstfarben mit Spirale

Die Jahreszeiten – hier durch Herbstblätter repräsentiert – sind keine exakten Wiederholungen der entsprechenden Jahreszeiten der Vorjahre. Vielmehr verhalten sie sich wie die stufenweisen Rundungen einer Spirale, die hier auf dem Blatt als Schatten erscheint. Die gedachte Längsachse der Spiralen ist die Zeitachse und jede Windung stellt den Verlauf eines Jahres mit seinen saisonalen Veränderungen dar. Es ist deutlich zu erkennen, dass die einzelnen Windungen nicht identisch sind. Auf diese Weise bringen sie die unterschiedliche Ausprägung der Jahreszeiten im Laufe der Jahre zum Ausdruck. Weiterlesen

Wenn Laub sich abwärts wiegt

H. Joachim Schlichting. Spektrum der Wissenschaft 10 (2018), S. 68 – 69


Die Luft umströmt fallende Blätter auf charakteristische Weise. Darum wiederholen sich auf dem Weg zum Boden oft einige typische Bewegungsfiguren.

 

Ein unabsehbar Blättermeer
entperlt dem Netz der Zweige

Christian Morgenstern (1871–1914) Weiterlesen

Herbstlöwenzahn im Hochsommer

Nachdem unser von Wildkräutern dominierter Rasen infolge des trockenen Sommers ein südländisches Outfit angenommen hat – dominierende Farbtöne: Gelb und Braun – tummeln sich darin massenhaft löwenzahnartige Blumen, die mit der Trockenheit offenbar besser zurechtkommen als das Gras und andere Pflanzen. Diese Pflanze – inzwischen weiß ich, dass es sich um den Herbstlöwenzahn handelt – unterscheidet sich in einigen Punkten wesentlich vom vertrauten Löwenzahn: Seine Stängel sind wesentlich länger, fester und nicht hohl. Außerdem trägt ein Stängel mehrere Blüten. Diese sind im Allgemeinen wesentlich kleiner als die des normalen Löwenzahns, etwa so groß wie eine 1 Euro große Münze.
Inzwischen sind die ersten Blüten auch schon weißhaarig geworden und sehen wie Pusteblumen en miniature aus. Mich wundert das massenhafte Auftreten dieser Pflanze, die mir in vergangenen Jahren nicht besonders aufgefallen ist.

Klatschmohn – Vom grünen zum gelben Hintergrund

Weil es die Aehre verschmäht, sich mit der Farbe zu zieren,
Hat die Natur ihr den Mohn dicht an die Seite gestellt;
Jener hat sie die Kraft vertraut, den Menschen zu nähren,
Diesem verlieh sie den Reiz, welcher sein Auge erfreut.
Jene frage drum nicht: wo sprießen dir nützliche Körner?
Oder dieser: wo trägst du den erquicklichen Schmuck?
Wenn die Eine uns fehlte, so könnten wir freilich nicht leben,
Aber wir mögten es nicht, wäre der And’re nicht da!

Friedrich Hebbel (1813 – 1863) Weiterlesen

Pappelversteher

Angesichts des nicht aufhören wollenden Regens scheinen selbst die Pappeln den Eindruck zu gewinnen, dass der Herbst beginnt. Jedenfalls vermittelt dieses säuberlich vom Blattgrün befreite und anschließend abgeworfene Blatt einen solchen Eindruck. Angesichts eines Blicks auf den Kalender gehe ich mal davon aus, dass die Pappel sich geirrt hat und mit dem Abwurf des gelben Blattes nur ihrem inneren Gefühl Ausdruck verleihen wollte, dass es nun genug sei. So sehr ich den Regen – in Maßen – mag, kann ich die Pappel in gewisser Weise verstehen. Da hilft nur noch ein Gedicht. Weiterlesen

Frühlingsfarben – Rapsgelb

rapsgelb_rvDraußen war alles beim alten. Gelbe Rapsfelder legten sich in den Wind, darüber tupfte der Himmel sein abgedunkeltes Blau über die Quellwolken, bis sie langsam verschwanden. Das Licht schlug in regelmäßigen Abständen gegen den Zug, aber die Farben rutschten an der glatten Oberfläche des Waggons ab, krallten sich einen Moment lang ans Fenster, verschwanden (Guy Helminger. Etwas fehlt immer. Berlin 2007).

Rapsgelb ist eine der ersten intensiven Farben des Jahres, die großflächig und unübersehbar in Erscheinung tritt. Sie scheint uns zu versichern, dass jetzt die helle Jahreszeit die Oberhand gewinnt. Die Farbe wirkt aber nicht nur auf Menschen. Die für uns rein gelb aussehenden Blüten weisen im für uns unsichtbaren ultravioletten Spektralbereich breite Leuchtstreifen auf (UV-Absorption), die als auffällige Saftmale von den Insekten wahrgenommen werden.  (Wildbienen können Licht bis zu einer minimalen Wellenlänge von 300 Nanometer, Menschen nur bis 380 Namometer  sehen). Die Bestäuberinsekten werden  davon angelockt und bestäuben im Gegenzug die Blüten.

Maiglöckchen läuten

Maiglöckchen_klingelnLäuten kaum die Maienglocken,
leise durch den lauen Wind,
hebt ein Knabe froh erschrocken,
aus dem Grase sich geschwind.
Schüttelt in den Blütenflocken,
seine feinen blonden Locken, Weiterlesen

April

TulpeDie Welt riecht süß
nach Gestern.
Düfte sind dauerhaft.

Du öffnest das Fenster.
Alle Frühlinge
kommen herein mit diesem.

Frühling der mehr ist
als grüne Blätter.
Ein Kuß birgt alle Küsse.

Immer dieser glänzend glatte
Himmel über der Stadt,
in den die Straßen fließen.

Du weißt, der Winter
und der Schmerz
sind nichts, was umbringt.

Die Luft riecht heute süß
nach Gestern –
das süß nach Heute roch.

Hilde Domin (1909 – 2006)

Äquinoktium: Tag- und Nachtgleiche

equinoctium_dsc04218-jpg_rvÄquinoktium

Allgewaltig aus Nordosten
Braust der Märzwind über Land,
Und es bebt in ihren Pfosten
Meines Hauses Giebelwand. Weiterlesen

Im Jahr des Lichts (11) – Sommersonnenwende

SommersolstizeEs ist schon frustrierend, wenn man an einem so wichtigen Tag wie dem gestrigen die Sonne kaum zu Gesicht bekommt, jedenfalls dort wo ich wohne. Schließlich trat sie dann doch noch für kurze Zeit in Erscheinung (Foto). Gestern hat nämlich astronomisch gesehen der Sommer begonnen, was wie diese Tage zeigen vom unmittelbaren Erlebnis her nicht viel zu besagen hat. Weiterlesen

Zeit der Entfaltung

Frühling-MörickeIm Park

Sieh, der Kastanie kindliches Laub hängt noch wie der feuchte
Flügel des Papillons, wenn er die Hülle verließ;
Aber in laulicher Nacht der kürzeste Regen entfaltet
Leise die Fächer und deckt schnelle den luftigen Gang.
– Du magst eilen, o himmlischer Frühling, oder verweilen,
Immer dem trunkenen Sinn fliehst du, ein Wunder, vorbei
.

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Der Wald – eine einzige Nadelarbeit

Schneestickerei„Im Winter bleibt der Wald wie angewurzelt stehen, könnte man sagen, wäre er nicht tatsächlich im Boden verwurzelt. Jede Unebenheit, jedes Relief, jedes Spinnenfädchen hat der Schnee sichtbar gemacht, jedes Ästchen ist weiß überstrichen, lauter winzige Kleinigkeiten sind zum Vorschein gekommen, die das Jahr über verborgen geblieben waren. Ein Baum ist nicht länger ein seitlich von ein paar Ästen verlängerter Stamm, sondern Hunderte zarter Gelenke und strichbreiter weißer, in den grauen Himmel gestickter Äderchen, überhaupt ist der ganze Wald in eine einzige feine Nadelarbeit verwandelt, ein sorgfältig angefertigtes, sauberes Häkeldeckchen, wie man sie sonst nur noch in Großmutters Wäscheschrank oder auf Flohmärkten findet“.

Weber, Anne: Besuch bei Zerberus; Suhrkamp Verlag, 2004

Ich würde gern ein paar Bäume sehen…

Dezember-2014Ich würde gern mitunter aus dem Haus tretend ein paar Bäume sehen. Besonders da sie durch ihr der Tages- und Jahreszeit entsprechendes Andersaussehen einen so besonderen Grad an Realität erreichen. Auch verwirrt es uns in den Städten mit der Zeit, immer nur Gebrauchsgegenstände zu sehen, Häuser und Bahnen, die unbewohnt leer, unbenutzt sinnlos wären. Weiterlesen

Äquinoktium: Heute sind Tag und Nacht gleich lang

EqinoxHeute, am 23. September, ist Tagundnachtgleiche, das Äquinoktium. Tag und Nacht haben dieselbe Länge. Ab jetzt werden die Tage wieder kürzer als die Nächte. Die dunkle Zeit beginnt und hat ihren Höhepunkt am 21. Dezember, mit der längsten Nacht und dem kürzesten Tag. Das beeindruckt und betrifft die modernen Menschen, die weitgehend auf künstlichen Ersatz für das fehlende Licht zurückgreifen können, weitaus weniger als es in früheren Zeiten der Fall war.
Obwohl wir uns schon seit dem 1. September meteorologisch im Herbst dieses Jahres befinden, beginnt heute aus Sicht der Astronomie der Herbst. Die Sonne überquert um 4:29 Uhr den Äquator von Norden nach Süden und läutet auf der Südhalbkugel den Frühling ein, auf den wir ab heute ein halbes Jahr warten müssen, bis die Länge des lichten Tages wieder die Länge der Nacht überholt.
Und noch etwas ist zur Tagundnachtgleiche einzigartig: überall auf der Erde geht die Sonne fast genau im Osten auf und im Westen unter. Im übrigen Jahr gilt das nur mehr oder weniger ungefähr.

Das ist es wieder einmal, das Herbstgefühl. Es steigt auf von der Kinder- und Schulzeit her, unvergessen. Der ziehende Abschiedsschmerz vom Sommer, wenn die großen Ferien zu Ende waren und das neue Schuljahr begann. Es ist wie ein tierhaftes Erbe aus Urzeiten her, dieses Gefühl; es drängt zum Unterschlupfsuchen, zum Verkriechen im Bau (Erhard Kästner).

Herbst – Erntezeit

Nebel tropfen

Im Nebel ruhet noch die Welt,
Noch Träumen Wald und Wiesen:
Bald siehst du, wenn der Schleier fällt,
Den blauen Himmel unverstellt,
Herbstkräfitg die gedämpfte Welt
Im warmen Golde fliessen.

Eduard Mörike ( 1804 – 1875 )

Heute, am 22. September, ist der astronomische Herbstanfang (auf der Nordhalbkugel). Genau um 22.44 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit (MESZ) steht die Sonne genau über dem Äquator. Vom Norden kommend wird sie in den vor uns liegenden Monaten bis zur Sonnenwende am 21. Dezember weiter bis zum südlichen Wendekreis absinken und uns bis dahin immer weniger Stunden pro Tag das Tageslicht bringen. Der meteorologische Herbstanfang war aber bereits am 1. September. Diese Festlegung trifft den Sinn des Wortes Herbst besser. Denn Herbst bedeutet Erntezeit (engl. Harvest), und die meisten Getreidefelder wurden bereits um diesen Zeitpunkt herum abgeerntet.

Der September, die Wolke, die Liebe, das Erinnern

IMG_7054Erinnerung an Marie A
Der September, die Wolke und die Liebe
An jenem Tag im blauen Mond September
Still unter einem jungen Pflaumenbaum
Da hielt ich sie, die stille bleiche Liebe
In meinem Arm wie einen holden Traum.
Und über uns im schönen Sommerhimmel
War eine Wolke, die ich lange sah
Sie war sehr weiß und ungeheuer oben
Und als ich aufsah, war sie nimmer da. Weiterlesen

Solstice- Sommersonnenwende

SommersonnenwendeAls Kind dachte ich “Sommer” kommt von “Sonn” und “mehr”, also „mehr Sonne”, wobei man in der damals vorherrschenden Schreibschrift einen „m-Bogen“ und das „h“ vergessen hatte. Heute weiß ich, dass der Sommer – jedenfalls astronomisch gesehen – beginnt, wenn nicht mehr, sondern täglich weniger Sonne zu erwarten ist, vorausgesetzt die Wolken durchkreuzen oder verdecken nicht diese schöne Regel. Denn am 21.6. ist auf der Nordhalbkugel die Halbachse der Erde der Sonne am stärksten zugeneigt, genaugenommen um 23° 26′. Danach nimmt die Neigung wieder ab, die Tage werden kürzer. Man spricht daher auch von Sommersonnenwende oder Solstice (von sol (Sonne) und sistere (stillstehen)).
Immerhin gibt es auch noch einen meteorologischen Sommerbeginn, und der ist am 1. Juni. In diesem Jahr trifft der astronomische Beginn die tatsächlichen Verhältnisse viel besser als der meteorologische.

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