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Seifenblasen

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Selektive Wirkung von Schatten

Das Foto zeigt eine Seifenblase, die sich auf den Blättern des Weins niedergelassen hat. Eindrucksvolle Bewegungen in der dünnen Flüssigkeitsschicht der Blase, die durch unterschiedliche Farben sichtbar werden, zeigen Strömungen an, die teilweise durch Luftbewegungen und die Schwerkraft angetrieben werden.
In einem großen Bereich der Seifenblasenoberfläche wird das Licht an der oberen und unteren Grenzschicht mit der Luft reflektiert. Indem sich diese Teilwellen des Lichts, die auf diese Weise einen geringfügig unterschiedlichen Weg zurückgelegt haben, im Auge des Betrachters überlagern (Interferenz), kommt es zu Auslöschungen einzelner Farben des weißen Sonnenlichts und damit zur Farbenpracht.
Das von den Weinblättern ausgehende grüne Licht wird dadurch weitgehend überlagert.
In einem größeren Bereich, werfen die Arme, die die Kamera halten, einen Schatten auf die Blase, indem sie das Tageslicht ausblenden, das die Farberscheinungen hervorruft. Die zwischen Daumen und Zeigefinger der linken Hand des Fotografen befindliche Öffnung lässt einen Teil des Lichts durch. Es führt dazu, dass der Schatten auf der Blase durch einen Farbfleck unterbrochen wird. Daran erkennt man, dass die Dynamik in der Seifenhaut auch dann vorhanden ist, wenn keine günstigen Lichtreflexionen dies zu erkennen geben.
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Kinetische Farben auf einer Seifenblase

Wenn man das obige Foto sieht, denkt man wohl eher an ein abstraktes Kunstwerk als an einen natürlichen Vorgang. Es handelt sich dabei um einen kontrastverstärkten Ausschnitt aus einem turbulenten Geschehen auf einer Seifenblase, die hier gemeinsam mit einer Schwesterblase etwas genauer in den Blick genommen wird (unteres Foto, rechte Blase). Die Doppelblase ist auf einem Weinblatt hängen geblieben und zeigt auf ihrer Oberfläche das, was im oberen Foto ausschnittsweise wiedergegeben wird. Angefacht durch Luftbewegungen und Degenerationsprozesse in der Seifenhaut ist allerlei los auf den Blasen.

Seifenblasen lieben sechs

Im Science Center Universum in Bremen, das ich gelegentlich besuche, so wie man einen Park oder ein Kunstmuseum immer mal wieder aufsucht, werden alltägliche Gegenstände und Vorgänge oft allein durch die Art wie sie in Szene gesetzt werden auf meist herausfordernde Weise hinterfragt.
Hier Blickt man auf eine Doppelglaswand zwischen deren Scheiben sich Seifenblasen teilweise zu Schaum zusammengetan haben. Das hat den Vorteil, dass sich mehrere Blasen eine Wand teilen und dabei Grenzflächenenergie einsparen können. Denn für die Integration einer Glasscheibe ist weniger Energie nötig als für die Ausbildung einer eigenen Lamelle mit der Luft. Wenn es die Situation ermöglicht, werden die Schaumpolygone eine hexagonale Struktur annehmen, weil in diesen Fällen die Grenzfläche minimal ist. Die ist an einigen Stellen ansatzweise realisiert (siehe den Ausschnitt im unteren Foto).
Überdies sollte nicht vernachlässigt werden, dass die Struktur ästhetisch ansprechend ist. Es vereinigen sich hier wieder einmal die Notwendigkeit zur Energieminimierung des Systems (maximal viel Energie an die Umgebung abzugeben (2. Hauptsatz der Thermodynamik)) und der Zufall, der bei der konkreten Ausbildung der Seifenzellenstruktur eine wesentliche Rolle spielt.

Bunter Kaffee unter freiem Himmel

Kaffee wir viel getrunken und vielleicht noch mehr darüber geschrieben und gesprochen. In einer Kaffeepause genießt man das Aroma, den Geschmack und die positive Wirkung auf das Gemüt. Die Farbe des Kaffees ist meist schwarz; es sei denn, man nimmt seinen Kaffee unter freiem Himmel ein. Dann kann es passieren, dass man auf der Kaffeeoberfläche den blauen Himmel reflektiert sieht und damit eine Erklärung für das himmlische Gefühl findet, das zumindest eine Sorte dieses Namens zu vermitteln verspricht.
Manchmal entstehen Bläschen auf dem Kaffee und wenn diese vom weißen Licht getroffen werden, kann es sein, dass einem auch noch die restlichen Farben in den tollsten Kombinationen entgegen leuchten. (Zur Vergrößerung auf Bild klicken!). Die Interferenz macht es möglich. Große und kleine Blasen bilden einen ästhetisch ansprechenden Farbenteppich wobei sie unterhalb einer gewissen Größe weiß erscheinen (siehe die kleinen Blasen in den Zwischenräumen und an den Rändern der größeren Blasen). Dann sind sie so winzig und liegen sie so dicht beieinander, dass sie ähnlich wie Nebeltröpfchen das Licht in aller Richtungen streuen und unsere Augen gleichzeitig Licht aus verschiedenen Richtungen erhalten, das sich zu weiß vermischt.
Keine Angst, wir haben es hier nicht mit Seifenblasen zu tun, die eventuell Resten von Geschirrspülmitteln zu verdanken wären. Es sind echte Kaffeblasen. Denn der Kaffee enthält Substanzen, die eine ähnlich oberflächenentspannende Wirkung entfalten können. Die wie auch immer im Kaffee entstehenden Bläschen zerfallen also nicht sofort wie im reinen Wasser, sondern leben genügend lange, um diese Beobachtungen anstellen zu können. Dazu gehört, dass bald nachdem sie entstanden sind, eine Blase nach der anderen platzt und die farbigen Lichtlein zum Erlöschen bringt. Damit zerplatzt dann auch der Farbtraum sprichwörtlich wie Seifenblasen.
Und wer den Abwasch der Kaffeetassen nicht in das lärmenden Dunkel der Geschirrspülmaschine verbannt, sondern stattdessen nach der herkömmlichen Methode Hand anlegt, kann das Blasenfarbenspiel noch einmal in anderer Konstellation zu Gesicht bekommen.

Eine Korona durch Seifenblasen?

Beim Fensterputzen gibt es zahlreiche Methoden. Hier wurde die Scheibe zunächst mit seifigem Wasser behandelt, die Spülung mit klarem Wasser steht unmittelbar bevor. Diesen Moment dazwischen nutzt die Natur gerade zu einer künstlerischen Darbietung, zu der vermutlich nur jemand einen Bezug hat, die oder der gerade nicht mit dem Fensterputzen befasst ist.
Man blickt hier nicht nur durch die benetzte Scheibe, sondern auch noch durch den Apfelbaum, in dem die tiefstehende Abendsonne hängt und auf unserer Netzhaut einen Eindruck von einer artifiziellen Baumkorona hinterlässt. Schaut man sich die Blasenflöße genauer an, so entdeckt man zahlreiche winzige Wassertropfchen, die sich in dem Maße bilden, in dem sich der Seifenlaugenfilm zwischen den Blasenflößen auflöst.
Ich vermute, dass diese kleinen, bereichsweise einheitlich großen Tröpfchen die Ursache für die Andeutung der Korona sind, die sich hier ansatzweise konzentrisch um die Sonne herum legt. Sie hielt sich leider nicht lange. Denn der nächste Schritt des Fensterputzens, die Spülung schuf klare Verhältnisse: Eine blitzblanke Scheibe mit ungestörtem Durchblick und ohne Dreckeffekt, will sagen: ohne Korona.  Ehrlich gesagt fand ich die verseifte Scheibe mit Korona schöner.

Wie Phönix aus der Seifenblase…

Phönix aus der SeifenblaseUm nicht zerplatzend in einige Tropfen zu zerfallen, wählt diese Seifenblase einen anderen Weg. Sie verwandelt sich – oder wird sie durch den Wunsch des Kindes verwandelt – in einen Vogel. Wir sind direkte Zeugen der wunderbaren Transmutation: der Vogel schaut rechts bereits erkennbar aus der Blase heraus. Weiterlesen

Himmlische Sphären

SeifenblasenSchlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 6 (2016) S. 44 – 47

Drückt ein Luftstrom gegen einen aufgespannten Flüssigkeitsfilm und wölbt ihn genügend stark ein, schnüren sich kugelförmige Teile ab – genannt Seifenblasen.

»Und sie reicht ihm willig Krug und Ähre,
und er bläst den Schaum,
und sieh da, die wunderschöne Sphäre
wölbt sich in den Raum,
wölbt sich auf, als obs ein Weltball wäre,
nicht nur Schaum und Traum.«
Christian Morgenstern (1871 – 1914)

PDF: Himmlische Sphären

Gedanken sind wie Seifenblasen

Seifenblasen„Nehmen Sie eine Seifenblase an, denken Sie, der innere Raum derselben sei ihr Gedanke, so ist ihre Ausdehnung dann die Gestalt. Nun aber hat eine Seifenblase ein Moment in ihrer Ausdehnung, in der ihre Erscheinung und die Ansicht derselben in vollkommner Harmonie stehen, ihre Form verhält sich dann zu dem Stoffe, zu ihrem innern Durchmesser nach allen Seiten und zu dem Lichte so, daß sie einen schönen Blick von sich giebt. Alle Farben der Umgebung in ihr schimmern, und sie selbst steht nun auf dem letzten Punkte ihrer Vollendung. Nun reißt sie sich von dem Strohhalme los, und schwebt durch die Luft. Sie war das, was ich unter der Gestalt verstehe, eine Begrenzung, welche nur die Idee festhält, und von sich selbst nichts spricht. Alles andere ist Ungestalt, entweder zu viel, oder zu wenig“.

Clemens Brentano (1778-1848)

Mit diesem Beitrag möchte ich Anja sehr herzlich zum Geburtstag gratulieren.

Naturphänomene beim manuellen Geschirrspülen

Glas-mit-SeifenblaseWer heute noch manuell spült, der wird zuweilen durch eindrucksvolle Phänomene belohnt. Ich bin immer wieder fasziniert, wenn ein gespültes Glas überkopf auf eine glatte Fläche gestellt wird und anschließend zauberhafte Dinge passieren. Diesmal erregt das Glas dadurch meine Aufmerksamkeit, dass es sich langsam unter Abgabe winziger sprudelnder Bläschen in Bewegung setzt und dadurch anzeigt, dass die Fläche etwas geneigt sein muss. Die Neigung ist aber so klein, dass sie bislang auf keine andere Weise erkennbar gewesen wäre. Im vorliegenden Fall bewegt sich das schwere Glas, weil es fast reibungsfrei auf einem Luftkissen sitzt. Denn nachdem das im heißen Spülwasser erwärmte und benetzte Glas auf die kühle Unterlage gestellt worden ist, schließt es das kühle Luftvolumen von der Umgebung ab und erwärmt es. Dadurch erhöht sich der Luftdruck unter dem Glas bis es soweit angehoben wird, dass die Luft entweichen kann. Sie tut es aber nicht einfach so, sondern bläst einen Ring kleiner Seifenbläschen auf, die dann mit dem Glas huckepack zum Rand der Fläche driften. Dort wird es zum Glück durch eine erhöhte Kante zum Stillstand gebracht, wodurch ich vor dem nächten spektakulären Phänomen, dem freien Fall des Glases mit anschließender abrupter Verzögerung (komplexe Bruchdynamik!), sowie den unangenehmen nichtphysikalischen Folgeerscheinungen bewahrt werde. Weiterlesen

Capuccino Kunst und Physik

CapuccinoKunst1Wenn man in Italien einen Cappuccino bestellt, kann es passieren, dass einem ein Kunstwerk präsentiert wird, bei dem aus den Brauntönen des Kaffees und dem Weiß des Milchschaums blumenartige Strukturen gestaltet sind.
„Er war einer dieser Künstler, die aus der Vermischung der dunklen Kaffeespur mit dem Weiß des Milchschaums kleine Ornamente und Figuren auf die Oberfläche zaubern konnten; die Zeichnung in meiner Tasse erinnerte an Farnblätter, eine schlanke, fein gezackte, florale Struktur, die wie widerwillig verging, als ich vorsichtig Zucker auf sie häufte; der Schaum hielt den Zucker einige Momente an der Oberfläche, dann sogen die Kristalle Feuchtigkeit, quollen bräunlich auf und sackten durch den Schaum auf den Grund der Tasse, und wo das Ornament gewesen war, erschien der glatte Spiegel der dunklen Flüssigkeit, über dem sich aber die Schaumschicht sofort wieder schloß“ (Klaus Modick: Das Licht in den Steinen. Frankfurt 1995). Weiterlesen

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