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Jahreszeit

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Silvester 2021 – Wenn’s überall so knattert

Ich sage bloß, die Welt ist böse.
Was soll zum Beispiel das Getöse,
Was jetzt so manche Menschen machen
Mit Knallbonbons und solchen Sachen.
Man wird ja schließlich ganz vertattert,
Wenn’s immer überall so knattert.
Das sollte man wirklich solchen Leuten
Mal ernstlich verbieten und zwar beizeiten,
Sonst sprengen uns diese Schwerenöter
Noch kurz und klein bis hoch in den Äther,
Und so als Pulver herumzufliegen,
Das ist grad auch kein Sonntagsvergnügen.
Wie oft schon sagt ich: ›Man hüte sich.‹
Was hilft’s? Man hört ja nicht auf mich.
Ein jeder Narr tut, was er will.
Na, meinetwegen! Ich schweige still!
«*

Wilhelm Busch konnte noch nicht wissen, dass andere Probleme viel schlimmer sind. Es sei nur angemerkt, dass der zu Silvester freigesetzte Feinstaub mindestens 15 Prozent der im ganzen Jahr durch Personenverkehr freigesetzten Menge entspricht, von anderen Umweltbelastungen ganz zu schweigen. Ich weiß es gibt noch Schlimmeres. Lasst euch also zumindest heute die Laune nicht verderben und

erlebt einen guten Rutsch ins Neue Jahr und eine Normalisierung des Lebens in 2022!


* Wilhelm Busch (1832 – 1908)

Winter

Nachdem gestern die Wintersonnenwende relativ kalt über die Bühne gegangen ist, können wir mit Fug und Recht von Winter sprechen, einer Jahreszeit, die uns in ihren typischen Merkmalen wie Frost, Schnee, Eisblumen, Schlittenfahren, Schlittschuhlaufen oder nur auf einer zugefrorenen Pfütze Glitschen (wie wir es in Norddeutschland nennen) immer mehr abhandenkommt. Wenn man alte Bücher über den Winter liest, so stehen oft dank der unwirtlichen Witterungsverhältnisse und deren Auswirkungen wie Kälte und Lebensmittelknappheit traurige Geschichten im Vordergrund, jedenfalls für den größten Teil der Menschen in unseren Breiten. Nicht nur wegen des Klimawandels, sondern vor allem wegen der Nutzbarmachung externer Energiequellen, die einen erheblichen Anteil an eben diesen haben, kommen wir meist gut über den Winter. Der Preis dafür ist für die Menschheit als Ganzer sehr hoch.
In einem der naturwissenschaftlich geprägten Bücher aus dem Jahre 1872 von Camille Flammarion über die Atmosphäre* sind derartige Probleme noch gar nicht in Sichtweite. Selbst zu meiner Kindheit und meiner frühen Schulzeit waren Winter noch Winter, auf die man sich spätestens im Herbst vorbereiten musste: Einkellerung von Kohle und anderen Brennstoffen, Kartoffeln, Rüben, eingeweckten Früchten etc. Denn die Jahreszeiten einschließlich des Winters glichen noch eher dem, was bei Flammarion beschrieben wird, obwohl die Energierally bereits in vollem Gange war. Nur die Auswirkungen konnten noch geflissentlich übersehen werden.

Das Bild stammt aus diesem Buch* von Flammarion und zeigt nebenbei wie aufwändig es damals noch war, farbige Bilder in Büchern abzubilden. Sie wurden auf besonders dickem Papier auf sogenannten Tafeln gedruckt und mussten in komplizierten technischen Verfahren hergestellt werden. Fotos gab es zu der Zeit allenfalls als Schwarzweißaufnahmen, die im Druck in ziemlich geringer Auflösung erschienen.


* Camille Flammarion. L‘ Atmosphère – Description des grands phénomènes de la nature. Paris: Librairy Hachette 1872, p.

Wintergrafik

Es ist als wollten Pfützen ihr schlechtes Image damit aufbessern, dass sie sich sehr oft als naturschöne Hervorbringungen von Zufall und Notwendigkeit präsentieren. Dabei spielen nicht nur die oft sehr individuelle Morphologie des Untergrunds und die Geschwindigkeit, mit der das Wasser unter dem Eis versickert eine wesentliche Rolle, sondern auch der Temperaturwechsel, die Bedeckung des Himmels und anders mehr. Jedenfalls lasse ich keine Gelegenheit aus, zugefrorene Pfützen aufzuspüren und wenn möglich wie Bilder in einem Kunstmuseum zu betrachten. In vielen Fällen gelingt es mir, wenigstens im Prinzip, die physikalischen Hintergründe ihrer Entstehung aufzudecken (siehe z.B. hier, hier, hier).

Ein Zickzackmuster der Natur

Noch fährt der Winter zumindest bei uns einen ausgesprochenen Zickzackkurs und visualisiert ihn auch gleich in zugleich symbolischer wie naturschöner Weise auf einem Stechpalmenblatt. Da sich diese Pflanze ohnehin weigert im Winter ihr Grün abzulegen, ist dies eine schöne Möglichkeit des Winters sich auf ihr bemerkbar zu machen. Sie hat in einigen Ländern eine länger Tradition als typische Weihnachtspflanze als der Weihnachtsbaum, was neben dem Immergrün auch durch die knallroten Früchte gut zu verstehen ist. In diesem Zusammenhang spricht man auch von Christdorn.
Übrigens ist die Stechpalme der (Ilex aquifolium) „Baum des Jahres 2021“. Sie ist neben dem Efeu, Buchsbaum und Eibe eine der wenigen heimischen immergrünen verholzten Blattpflanzen.
Einen schönen Beitrag zum Baum des Jahres 2021 findet man zum Beispiel hier.

Der Winter kündigt sich mit feinen Kristallen an

Jetzt beginnt die Zeit, in der die Herbstfarben allmählich in den Hintergrund treten, auch wenn sie noch keck durch die Kristalle hindurchschimmern, mit denen der aus Schwarzweiß ausgerichtete Winter das Bunte zu überkrusten versucht. Die Eiskristalle haben sich in der klaren kalten Nacht gebildet. Sie streben alle in nachbarschaftlicher Konkurrenz dem Himmel zu, weil es in der Nähe der Blattoberfläche noch zu warm ist, um die Kristallisationswärme loszuwerden. Denn das ist der energetische Preis für den Übergang vom Gas zum Festkörper.
Jeder Kristall startet auf einem Härchen oder einer kleinen Erhöhung auf dem Blatt und wartet auf Wasserdampfmoleküle, die sich den bereits kristallisierten und damit fixierten zugesellen.
Wir sehen hier nicht mehr die Schönheit des Herbstes, sondern des Übergangs zum Winter, der demnächst auch offiziell beginnt. Inoffiziell hält er ja bereits als meteorologischen Winterbeginn seit Monatsanfang in unseren Breiten seinen noch schüchternen Einzug.

Unter Bäumen ist es mal nass mal trocken

Im Sommer sind die Blätter der Bäume so ausgerichtet, dass sie eine möglichst große Fläche bilden, mit der Sonnenlicht aufgefangen werden kann. Wenn man sich unter einen Baum stellt und nach oben blickt, sieht man nur wenige und oft überhaupt keine Öffnungen, durch die Licht bis an den Boden dringt. Unter diesem natürlichen Baldachin findet man sowahl Schutz vor der heißen Sonne als auch kurzfristig vor einem Regenschauer. Es ist erstaunlich, wie dicht das Blätterdach in einem solchen Fall sein kann. Im linken Foto ist an der hellen Färbung der Asphaltstraße gut zu erkennen, dass die Straße unter dem Baum nach einem Regenschauer trocken geblieben ist. Man kennt das aus Erfahrung; erst wenn der Regenschauer länger anhält, tröpfelt nach und nach das Wasser von den Blättern und es regnet durch.
Im Herbst, wenn die ersten Blätter fallen und die Nebel den Anblick prägen, kann es demgegenüber zu völlig entgegengesetzten Situationen kommen. Die Straße ist trocken und unter dem Baum ist es nass. Auch hier ist die Färbung der Straße wieder ein untrügerisches Zeichen. Wodurch entsteht dieser jahreszeitliche Wechsel?
Wenn die Nächte länger und kühler werden, wird so manches Mal der Taupunkt unterschritten. Das Wasser kondensiert dann an Teilchen in der Luft (Nebel) und an Stellen, die besonders kalt werden. Das sind vor allem Stellen, die einerseits so exponiert sind, dass nachts die Wärme zum kalten Weltraum gestrahlt werden kann und andererseits klein genug (geringe Wärmekapazität), um verhältnismäßig schnell und stark abzukühlen. Dafür sind die (restlichen) Blätter der Bäume ideal geeignet. An ihnen kondensiert der Wasserdampf. Und wenn erst einmal Tropfen an den Blättern entstanden sind, so bilden diese ideale Keime für die weitere Kondensation von Wasserdampf. Die Tropfen wachsen und fallen schließlich herab. Sie benetzen den Boden (rechtes Foto) und schaffen auf diese Weise auf der Straße das „Gegenbild“ zum Sommer.

Bunte Treppen in Spinnennetzen

Heute ist Tag- und Nachtgleiche. Die dunklen Stunden haben zu- und die hellen abgenommen. Heute sind sie beide gleich lang. Damit beginnt nun auch offiziell der Herbst. Die Sonne steigt tagsüber nicht mehr so hoch über den Horizont. Man wird daher oft geblendet. Zum Ausgleich bekommt man aber auch einiges geboten. Zum Beobachten der Sterne braucht man nicht mehr so lange zu warten und – darauf möchte ich heute aufmerksam machen – man kommt häufiger die Chance, Spinnennetze gegen die tiefstehende Sonne in bunten Farben aufflammen zu sehen (siehe Foto). Flach gegen die Sonne betrachtet sieht man, wie das Sonnenlicht an den dünnen Spinnfäden und den darauf befindlichen winzigen Klebetröpfchen gebeugt und dadurch in einzelne Spektralfarben zerlegt wird. Achtet mal darauf wenn ihr an Bäumen und Büschen vorbeikommt, die im Lichte des Sonne liegen.
Das Gefühl, dass im Herbst mehr Spinnennetze vorhanden sind, rührt vor allem daher, dass diese durch Tautröpfchen und durch die Lichtbeugung häufiger gesehen werden als in anderen Jahreszeiten.

Warum sind Löwenzahnblüten gelb?

Warum sind Löwenzahnblüten gelb?

Warum sind Löwenzahnblüten gelb?
Das weiß jedes Kind.
Weil Löwenzahnblüten
Briefkästen sind.

Wer hat die Briefkästen aufgestellt?
Die grasgrüne Wiese.
Sie steckt in die Briefkästen
all ihre Grüße.

Wem werden die Grüße zugestellt?
Das weiß jedes Kind.
Briefträger sind
Biene und Wind.*

Auch der verblühte Löwenzahn ist in mindestens einem Gedicht gewürdigt worden. Der Löwenzahn ist auch in naturwissenschaftlicher Hinsicht äußerst interessant. Dazu finden sich Ausführungen in diesem Blog, z.B. hier und hier und hier und hier.

Reiner Kunze (*1933)

Übergänge 4

Die neuen Strukturen erwachenden Lebens werden begleitet durch die schöne Musterung der durch den Zerfall freigelegten Blattadern der Reste des vergangenen und nunmehr zerfallenden Lebens. Es ist eine Erinnerung daran, dass der Zerfall kein Ende und damit endgültige Vergängnis darstellt, sondern einen Übergang, bei dem die Zerfallsprodukte Ausgangspunkt für das Kommende bedeutet.

Das Foto zeigt die gelben Sterne des Scharbockskraut (Ranunculus ficaria), das auf einem Teppich von zerfallenden Blättern und anderen Überresten der Vorjahresvegetation heranwächst.

Noch einmal Kristalle…

Wer gedacht hätte, dass die Eiskristalle erst einmal vorbei sind, sieht sich zumindest in unserer Gegend eines Besseren belehrt. Die jungen Blätter sind mit feinen Eiskristallen besetzt und vermitteln alles andere als ein Gefühl des Frühlings. Allerdings muss ich zugeben, dass zumindest die grünen Pflanzen, die einige Grad unter Null vertragen können, auf eine ästhetisch ansprechende Weise veredelt erscheinen. Einige andere Pflanzen ließen ihre Blätter traurig hängen und wie es den Obstblüten ergangen ist, wird sich spätestens bei Bildung der Früchte zeigen.

Der Reif besteht aus vielen kleinen Eiskristallen. Sie bilden sich, wenn die Temperatur sinkt und die maximale Luftfeuchte die absolute unterschreitet. Dabei kondensiert der überschüssige Wasserdampf zu Tautropfen, die bei weiterer Temperaturabnahme des Blattes kristallisieren. Dieses Phänomen hat mit der Tatsache zu tun, dass kleine Körper an einer kalten Umgebung schneller auskühlen als größere.
Der Grund: Kleine Körper haben eine im Vergleich zu ihrem Volumen größere Oberfläche als größere. Die Oberfläche ist aber maßgeblich für die Abgabe von Wärme an die kältere Umgebung. Das kann man sich folgendermaßen klarmachen: die Oberfläche eines Körpers nimmt grob gesagt mit dem Quadrat seiner Größe (Länge, Radius…) das Volumen aber mit der dritten Potenz zu. Und wenn nun der Körper beispielsweise um den Faktor 10 verkleinert wird, so verkleinert sich die Oberfläche um den Faktor 100 und das Volumen sogar um den Faktor 1000. Das Volumen und damit die zum Volumen proportionale innere Energie des Körpers nehmen also um den Faktor 10 stärker ab als die Oberfläche. Daher kühlt der kleinere Körper etwa 10-mal schneller ab als der größere. Diese für den Wärmeverlust wichtige Oberflächen-Volumen-Relation spielt bei der Abkühlung der Blätter eine wichtige Rolle. Die vom Blatt abstehenden winzigen Zacken und Härchen sind besonders klein und geben daher ihre Energie sehr schnell durch Wärmstrahlung ab, sodass vornehmlich an diesen Stellen der Wasserdampf der Luft kondensiert und schließlich kristallisiert.

Zeit der Entfaltung

Alle Jahre wieder wundere und freue ich mich über die sich entfaltende Natur. Sie tut dies ja nicht nur im übertragenen sondern auch im tatsächlichen Sinn des Wortes: Etwas sehr klein und kompakt Gefaltetes – hier am Beispiel des Rhabarbers – glättet allmählich seine ziehharmonikaartig gefalteten Vorformen der späteren Blätter (oberes Foto). Von Tag zu Tag wird das ursprünglich Verkrumpelte zu einem immer glatter werdenden Blatt (unteres Foto).
Sehr schön zu sehen sind die Entfaltungen zurzeit auch an den Kastanienblättern bei deinen eine etwas andere Technik der platzsparenden Faltungstechnik ausgenutzt wird. Und in ein zwei Monaten steht uns auch noch die Entfaltung der Klatschmohnblüten bevor, die ebenfalls sehr schön zu beobachten ist.

Frühlingsäquinoktium – Ab heute geht es aufwärts

Angesichts der heutigen Tag- und Nachtgleiche, dem astronomischen Frühlingsanfang also, bin ich häufiger gefragt worden, wie denn die Jahreszeiten Frühling, Sommer, Herbst und Winter plausibel mit dem Stand der Sonne in Verbindung gebracht werden kann.
Schaut man sich nämlich den Sonnenstand im Laufe eines Jahres an, so würde man naiverweise daraus folgern können, dass der Frühling dann einsetzen sollte, wenn nach dem kürzesten Tag am 21. Dezember die Tage wieder länger werden, bis Tag und Nacht wieder gleich lang sind. Das ist heute, am 20. März der Fall. Und mit den länger werdenden Tagen sollte sich langsam der Sommer anschicken, seines Amtes zu walten, denn die Tageslänge nimmt bis zum 21. Juni, dem längsten Tag zu usw.
Aber dem ist aber nicht so. Erst heute beginnt offiziell der Frühling und der Sommer beginnt, wenn die Tage schon wieder kürzer werden. Eine anschauliche Erklärung für diese Phasenverschiebung würde ich in einer Art Trägheit der auf diese Änderungen reagierenden Systeme sehen. Beispielsweise braucht das Wasser der Meere, Flüsse usw. ziemlich lange, bis sich die zunehmende Sonnenstrahldauer in einer Erwärmung bemerkbar macht. Und auch die Pflanzen benötigen Zeit, auf die veränderten Umweltbedingungen entsprechend zu reagieren. Weiterlesen

Tanzende Wintermücken

Vor einiger Zeit als es noch so richtig kalt war, habe ich mich über die tanzenden Mückenschwärme gewundert. Ich sah sie mit Bewusstsein wohl zum ersten Mal, obwohl meine Netzhäute in den vielen vorangegangenen Wintern mit Sicherheit auch von diesem Naturphänomen belichtet wurden, aber es stand kein aufmerksamer Beobachter dahinter. Nun steht er dahinter und wundert sich trotzdem. Diesmal nicht wegen der Kälte, sondern wegen des Windes. Denn auch an diesen Aprilwettertagen – mal Sonne mal Regen, mal Wind, mal Windstille machen sie sich durch ihre unermüdlichen Tänze bemerkbar. Wenn sich dann die Dunkelheit von der letzten Regenwolke noch nicht ganz verzogen hat, aber die Sonne bereits wieder ein Strahlenbündel durch eine Wolkenlücke schickt, reflektieren die Mückenflügel das Licht mit auffälliger Intensität. Dadurch sehen die Mückentänze zuweilen wie rhythmisch bewegte, irgendwie miteinander korrelierende Lichtpunkte aus.
Nach welcher Choreographie geschieht das?

Alles still!

Alles still! Es tanzt den Reigen
Mondenstrahl in Wald und Flur,
Und darüber thront das Schweigen
Und der Winterhimmel nur.

Alles still! Vergeblich lauschet
Man der Krähe heisrem Schrei.
Keiner Fichte Wipfel rauschet,
Und kein Bächlein summt vorbei.

Alles still! Die Dorfeshütten
Sind wie Gräber anzusehn,
Die, von Schnee bedeckt, inmitten
Eines weiten Friedhofs stehn.

Alles still! Nichts hör ich klopfen
Als mein Herze durch die Nacht –
Heiße Tränen niedertropfen
Auf die kalte Winterpracht.*


* Theodor Fontane (1819 – 1898)

Wintermücken – Mücken im Winter

Als ich vor kurzem mein Erstaunen über einen Mückenschwarm im Winter und bei Regen zum Ausdruck brachte, konnte ich mich in dem Punkt beruhigen, dass ihnen der Regen nichts ausmachte. Und die relativ hohe Umgebungstemperatur von 13 °C erleichterte es mir, den Mückentanz als in Übereinstimmung mit den Naturgesetzen zu sehen. Inzwischen bin ich durch einige erhellende Kommentare und eigene Recherche etwas weiter gekommen.
Das entscheidende Stichwort war „Wintermücken“. Mir war bislang nicht aufgefallen, wohl auch weil ich es aus bestimmten Gründen für unmöglich hielt, dass Mückenschwärme einer bestimmten Mückenart im Winter keine Besonderheit sind. Weiterlesen

Mückentanz am Tage der vorletzten Schokolade im Advendskalender

Einen Tag vor Heiligabend zeigte das Thermometer 13 °C an und es regnete. Es war eine merkwürdige Stimmung. Ich stellte mich einige Minuten in den Regen, nur so, um zu erfahren wie es ist, wenn man im Winter im Regen steht und die Kälte einen nicht sofort wieder ins Haus treibt.
Plötzlich gewahrte ich einen Schwarm Mücken, die völlig unbeeindruckt von den fallenden Tropfen – die ja wesentlich massiver sind als sie selber – hier ihren ansonsten wohl eher von lauen Sommerabenden vertrauten chaotischen Tanz zelebrierten. Ich traute meinen Augen nicht und schaute höchst erstaunt nunmehr selbst die Tropfen vergessend dem Treiben der Winzlinge zu. Sie ließen sich auch nicht von der Stelle vertreiben, die aus meiner Sicht so gut oder vielmehr so schlecht wie andere Stellen war.
Mein Erstaunen wird nur in der Hinsicht gemildert, dass die Mücken von den aus ihrer Sicht überdimensionalen Tropfen nichts zu befürchten haben, wie ich vor einiger Zeit mit großem Interesse zur Kenntnis genommen und auch darüber berichtet habe. Die Tropfen können ihnen nichts anhaben, jedenfalls dann nicht wenn sie sie hier in der Luft agieren.
Es stellen sich mir Fragen über Fragen: Woher kommen die Mücken jetzt? Hat das milde Wetter sie vorzeitig aus ihren Winterquartieren gelockt? Wohin gehen sie, wenn der in der Wettervorhersage angekündigte (heute zeigt das Thermometer 0 °C) Temperatursturz eintritt? Bleiben sie dann zusammen oder sucht dann jede für sich ein warmes Plätzchen? Wie wenig wir doch über Insekten im Allgemeinen und Mücken im Besonderen wissen!

Von Seerosen und Eisblüten

Obwohl der meteorologische Winterbeginn erst für morgen angesagt ist und der astronomische ohnehin noch bis zum 20. Dezember auf sich warten lässt, hat es hier zum Auftakt des Winters zum ersten Mal gefroren. Weiterlesen

Christdorn als Fundstück zum 1. Advent

Beim Spaziergang durch den Wald stieß ich auf ein Fundstück der besonderen Art. Ein kleines Blatt war von einer Stechpalme abgefallen mitsamt sieben roter Beeren, die so stark leuchteten, dass dieses natürliche Phänobjekt nicht zu übersehen war. Ich dachte sofort an den bevorstehenden 1. Advent. Durch dieses farbige Zeichen soll er eine Richtung für die Adventzeit vorgeben, eine Zeit in der dem Dunklen des angehenden Winters einige farbige Aufhellungen gut tun würden.
Hinzu kommt, dass die durch die Anzahl der roten Kugeln ins Spiel gebrachte Zahl 7 bekanntlich gücklich macht (andere mathematische und  physikalische Aspekte wurden bereits in einem anderen Zusammenhang angesprochen) – ein weiteres gutes Zeichen. Bleibt nur noch zu klären, warum das auf meinem Schreibtisch aufgenommene Foto  farbige Schatten aufweist, nämlich blaue und orangefarbene.

Altweibersommer

Die Spinnennetze und vagabundierenden Spinnfäden insbesondere der Baldachinspinne, die man zurzeit zu Gesicht und manchmal auch ins Gesicht bekommt, sind nicht zahlreicher, sondern auffälliger geworden. Im Herbst werden sie häufig infolge der für die Jahreszeit in unseren Breiten typischen kalten, feuchten Nächte mit feinen Wassertröpfchen überzogen. Weiterlesen

Klatschmohnidylle wie in alten Zeiten

Es gibt sie noch, die Klatschmohnfelder der 60er Jahre des vorigen Jahrhunderts.  Jedenfalls fühlte ich mich angesichts dieses unbefestigten Weges durch Getreidefelder, die wohl keine Pestizide kennengelernt haben und von Klatschmohn gesäumt sind, in alte Zeiten zurückversetzt. Allerdings gibt es auf dem Foto einige verräterischen Anachronismen, die die Jetztzeit hindurchschimmern lassen: Die Zementziegel der perfekt renovierten Häuser, die Ortgangziegel, die man damals noch nicht in dieser Form hatte, die Verkleidung des Schornsteins, die moderneren Strommasten …

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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Spirale 7 – 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

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