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Rätselfoto des Monats Oktober 2022

Stimmt alles auf dem Foto?


Erklärung des Rätselfotos des Monats September 2022

Frage: Warum erscheinen die Linien verzerrt?

Antwort: Wenn man nicht schon anderweitig Verdacht geschöpft hat, verrät die Spiegelung der vorderen Kante der Münze, dass sie auf dem Wasser schwimmt. Schwimmen kann sie deshalb, weil sie aus Aluminium besteht. Die Dichte von Aluminium ist so gering, dass die Oberflächenspannung von Wasser ausreicht, die Münze zu „tragen“. Die Münze verdrängt so viel Wasser bis nach dem archimedischen Prinzip die Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft der Münze ist. Davon zeugt eine kleine Mulde mit einer konvexen Wand. Sie wirkt wie eine ringförmige konvexe Linse und das durch sie hindurch zu sehende Millimeterpapier erscheint der Lichtbrechung entsprechend verzerrt.

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Rätselfoto des Monats November 2021

Warum krümmt sich der Strahl an der Tülle der Teekanne?


Erklärung des Rätselfotos des Monats Oktober 2021

Frage: Real oder Fake? Begründung.

Antwort: Das Monatsrätsel vom 1. Oktober ist kein Fake. Das Foto ist echt. Ich habe das Schaufenster mit den Umkehrspiegeln wirklich so gesehen. Denn es handelt sich um ganz normal funktionierende Schmink- bzw. Rasierspiegel, die aufgrund ihrer konkaven Krümmung die gespiegelten Gegenstände vergrößert zeigen. Dies tun sie allerdings nur unter der Bedingung – die jedoch bei der normalen Nutzung erfüllt ist – dass man sich dicht vor dem Spiegel befindet. Entfernt man sich vom Spiegel so wird das Abbild immer größer bis es durch Unendlich gehend nach etwa 1 bis 2 Metern Abstand die gespiegelten Gegenstände kopfstehend zeigt. Dann befindet man sich nämlich außerhalb der Brennweite des Hohlspiegels, und in dieser Entfernung zeigt ein Hohlspiegel die Welt auf dem Kopf stehend. Vor dem Schaufenster befand ich mich weiter als die Brennweite des Spiegels entfernt und konnte gar nichts anderes erwarten als eine kopfstehende Welt. Ich gebe zu, dass ich zunächst sehr irritiert von diesem Anblick war, was dann auch dazu führte, eine normale Schaufensterauslage eines Fotos für Wert zu erachten.

Rätselfoto des Monats Oktober 2021

Real oder Fake? Begründung.

Erklärung des Rätselfotos des Monats September 2021

Frage: Warum ordnet sich der lockere Split infolge der Benutzung der Straße?

Antwort: Diese Straße wurde „ausgebessert“, indem sie mit heißem Bitumen besprüht und anschließend reichlich mit Split bestreut wurde. Man überlässt jetzt den AutofahrerInnen die Arbeit, unfreiwillig diese Teilchen in den geteerten Untergrund einzuwalzen. Wenn dann zwei oder drei Wochen vergangen sind, wird der nicht befestigte Rest des Splits mit einer Fegemaschine wieder „eingesammelt“. Was die AutofahrerInnen von dieser Aktion vor allem mitbekommen, sind die an die Innenwände der Kotflügel prasselnden Teilchen, die von den rotierenden Rädern hochgeschleudert werden und dass sie in dieser Zeit wegen der eingeschränkten Bodenhaftung und der damit verbundenen Schleudergefahr nur mit einer Geschwindigkeit von 30 km/h fahren dürfen.
Wer die Veränderung der Straße insbesondere am Rande in Augenschein nimmt, wo die meisten Splitteilchen durch die rotierende Einwirkung der Räder landen, kann ein Alltagsphänomen der besonderen Art beobachten. Die lockeren Splitteilchen haben sich wie eine Granulatwelle mit fester Wellenlänge angeordnet: Granulathügel und Granulattäler (mit nur wenigen Teilchen) wechseln einander in verblüffender Regelmäßigkeit ab. Fährt man bei Gegenverkehr darüber, wird man dementsprechend rhythmisch durchgeschüttelt, sodass die Stoßdämpfer ganz schön zu tun haben, um eine Resonanzkatastrophe zu verhindern.
Hier fragt man sich unwillkürlich, wie die Teilchen dazu kommen, sich in ein solches Muster einzufinden? Ausgangspunkt des Effekts ist offenbar eine zufällige kleine Erhöhung im Granulat. Sie hebt die Räder der darüberfahrenden Fahrzeuge zunächst etwas an, so dass diese anschließend auf den Untergrund zurückfallen und dabei nach einigen Überfahrten eine Delle erzeugen. Deren Flanke wirkt dann wie eine kleine Rampe, auf der nachfolgende Räder nach oben beschleunigt werden, um abermals mit Wucht in der Granulatschicht zu landen – diesmal allerdings eine »Wellenlänge« weiter vorn. Wieder entsteht nach einigen Überfahrten eine Delle und so weiter. Die anfänglich kleine Vertiefung vervielfältigt sich also allmählich und überzieht schon bald den ganzen ausgebesserten Bereich. Eine kleine Ursache führt in diesem Fall zu einer großen Wirkung – und das geradezu zwangsläufig.
Die Wellenlänge des Granulatmusters beträgt etwa 30 cm. Ich habe mir die Mühe gemacht, an mehreren Stellen zu messen und habe mit geringer Streuung stets diesen Wert ermittelt.
Wer es etwas genauer wissen will, schaue sich einen früheren Beitrag an, in dem insbesondere die Waschbrettpisten beschrieben werden, die man zuweilen auf unbefestigten Wegen vorfindet.

Opfer stillschweigender Voraussetzungen

Vor ein paar Tagen habe ich ein Phänomen  beschrieben, bei dem eine mit Wasser gefüllte Flasche wie eine Lupe wirkt. Etwas ganz Ähnliches war mir vor Jahren schon einmal aufgefallen und ich hatte es während eines Essens sehr zum Ärger meiner Begleitung auch fotografisch festgehalten (siehe Foto). Mir schien die Situation klar: Die Schrift wird durch die Zylinderlinse (jedenfalls näherungweise), die hier als Zylinderlupe wirkt, in der Horizontalen vergrößert. Weiterlesen

Physikalischer Flaschengeist

Als der Zug durch den Bahnhof fuhr und ich in Gedanken versunken durch meine halb geleerte Wasserflasche auf den gegenüberliegenden Zug blickte, schreckte ich ein wenig ob seiner Verzerrungen auf, obwohl mir fast im selben Augenblick klar war, dass er diese durch die Flasche erfuhr. Was mich allerdings etwas länger beunruhigte, war dass der Schriftzug auf der Flasche im wasserfreien oberen Teil starke Schrumpfungserscheinungen zeigte. Wie das? Oder war es doch ganz anders?
Am besten ihr probiert es selbst einmal aus.
Tipp: Wenn ihr keine Flasche mit einem Schriftzug zur Hand habt. Ein solcher lässt sich auch mit einem Filzstift  anbringen.

Der blamierte Skeptiker, oder: Ein Weinglas als Lupe

weinglas_als_lupe_img_0007aNach einer längeren Autorensitzung saßen wir endlich beim wohlverdienten Abendessen. Jemand hatte ein neues Buch über den Regenbogen dabei und zitierte eine Stelle, die einem Kollegen suspekt erschien. Physiker sind von Natur aus skeptisch. Daher wollte er die Textstelle selbst lesen; dazu war ihm allerdings die Schrift zu klein. Jedenfalls gab er es vor. Physiker sind aber auch (manchmal) einfallsreich: Die Buchseite wurde direkt hinter ein Glas mit Wasser gehalten, wodurch die Schrift so stark vergrößert wurde, dass er sein Argument nicht mehr aufrecht erhalten konnte. Zwar war der Text nur in der Mitte (achsennahe Lichtstrahlen) unverzerrt zu lesen, aber auf Perfektion kam es in dieser Situation nicht an, auch wenn Physiker oft zur Perfektion neigen. Der Kollege las und musste sich geschlagen geben. Weiterlesen

Rätselfoto des Monats Mai

112_Tropfen-auf-BlattAuf diesem sind einige interessante physikalische Phänomene zu sehen. Welche?

Erklärung des Rätselfotos vom Vormonat: Halo und Kondensstreifen

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