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Wasser

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Vom Sonnenuntergang durchflammt

Springbrunnen_opalAls wir gehen und einen letzten Blick durch den Bogen des Schlosstors werfen, ist der ganze Regen des großen Springbrunnens vom Sonnenuntergang durchflammt, wie ein Opal im Feuerschein.

Edmond und Jules de Goncourt: Tagebücher. Frankfurt: Insel Verlag 1996. Weiterlesen

Rätselfoto des Monats Mai 2017

quellungsdruck_asphalt_rvFrage: Wie kommt es zu dieser Asphaltsprengung?

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Erklärung des Ratselfotos des Monats April 2017

Frage: Wie kommt es zu dem Wandschatten?

Antwort: Der Schatten auf dem Boden entsteht dadurch, dass eine Person durch ein Fenster hindurch von hinten und schräg oben vom Sonnenlicht angestrahlt wird, das durch ein Fenster fällt. Sowohl das Fensterkreuz als auch der Schatten der Person werden auf einem Fliesenboden abgebildet. Der Schatten an der Wand scheint ein Spiegelbild dieser Abbildung auf dem Boden zu sein und damit der Boden als Spiegel zu wirken. Dafür spricht der „Kopfstand“ des Personenschattens. Dagegen spricht allerdings, dass ein Spiegel das auffallende Licht (Fensterrahmen mit Person) nicht projiziert, sondern reflektiert und zwar gegen die Wand. Tut er ja auch, wie man sieht. Und die so erhellte Wand sieht man umgekehrt im spiegelnden Boden reflektiert. Das heißt aber, es würde sich genau das ergeben, was man sieht, nur mit einer anderen Begründung. Man sieht also das von hinten eingestrahlte Lichtmuster nicht direkt auf dem Boden, sondern indirekt dadurch, dass das vom spiegelnden Boden an die Wand reflektierte Lichtmuster durch den Boden gespiegelt wird.
Diese Argumentation wäre korrekt, wenn der Boden ein perfekter Spiegel wäre. Ist er aber nicht. Er ist gleichzeitig auch Projektionsfläche. Das kann man schon daran erkennen, dass auch die Bodenfliesen vom „Spiegelhaften“ des Bodens an die Wand reflektiert werden. Des Weiteren ist das Abbild der Person auf dem Boden deutlicher und „schattenhafter“ als auf der Wand. Darin kommt zum Ausdruck, dass der Boden eben doch auch einen Teil des einfallenden Lichtmusters projiziert und nicht nur reflektiert. Schatten und Spiegelbild fallen auf diese Weise zusammen. Das ist nicht immer so. Der Boden ist also gleichzeitig teilweise Spiegel und teilweise Reflexionsfläche oder teilweise glatt und matt.
Solche teilspiegelnden Flächen findet man im Alltag häufiger an als nur spiegelnde Flächen. Dabei kommt es zuweilen vor, dass der Schatten und das Spiegelbild nicht zusammenfallen, sondern als zwei verschiedene Abbilder zu sehen sind.
Die Schulphysik weiß schon, warum sie sich auf ideale Spiegel und Projektionsflächen beschränkt. Sie erspart sich derartig komplizierte Zusammenhänge. Sie beraubt sich damit allerdings auch der Möglichkeit, alltägliche Erscheinungen wie die vorliegende beschreiben zu können. Damit verfehlt sie eine ihrer wesentlichen Aufgaben, dazu beizutragen, alltägliche Erscheinungen in der wissenschaftlich-technischen und natürlichen Welt besser zu verstehen.

 

Der Sprung ins nasse Element

springen002Manchmal muss man einfach springen und sei es ins kalte Wasser. Es wird sich zeigen, dass dieser Sprung nicht nur notwendig ist, sondern auch erfrischend und voller Verheißung. Das gilt insbesondere, wenn eine große Prüfung bevorsteht.

Mit der Anzahl deiner Lebensjahre, die du heute wie nichts um eine Einheit erhöhst, hast du jedenfalls Glück. Denn es handelt sich um die kleinste Tetraederzahl, die das Produkt eines Primzahlzwillings ist. So, mit diesem Hinweisen kannst du leicht herausfinden, wie alt du heute gworden bist – falls du es vor lauter Arbeit vergessen haben solltest. Auf diesem Wege einen herzlichen Glückwunsch und alles Gute für das neue Lebensjahr.

Die Nadelarbeit des Winters

raureif_nadeln_dsc07825brvSelbst die vom letzten Jahr übriggebliebenen, vertrockneten Blätter einer Buche erstrahlen in neuem Glanz, wenn der Winter sie mit feinen Eisnadeln schmückt. Diese filigranen und gegen Berührung sehr sensiblen Kunstwerke der Natur entstehen zum einen dann, wenn die Temperatur einige Grade unter Null liegt und die Wasserdampfkonzentration sehr hoch ist (relative Feuchte über 90%). Weiterlesen

In diesen Tagen ist das Wasser ganz aus dem Häuschen

raureif_dsc06997a_rvIm Französischen hat man die schöne Wendung „être dans tous ces états“, was man meist im Sinne von „ganz aus dem Häuschen sein“ ins Deutsche übersetzt. Wenn man an das Verhalten des Wassers in diesen Tagen denkt, so wäre die wörtliche Übersetzung angemessener. Denn das Wasser ist zur Zeit in all seinen Zuständen aktiv: Weiterlesen

„Bienäre“ Interferenzmuster auf dem Wasser

RingwelleninterferenzWenn Bienen Wasser herbeischaffen, gehen sie normalerweise sehr vorsichtig zu Werke. Am liebsten holen sie sich das Wasser von feuchter Erde. Matschige Stellen am Rande meines Teiches werden an heißen Tagen von zahlreichen Bienen frequentiert, die freie Oberfläche des Teiches ist an sich tabu. Zu gefährlich. Weiterlesen

Rätselfoto des Monats Juli 2016

126_Blaue-blasen_Juli_2016Wie kommt es zu den blauen Blasen?

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Fluide und solide – Wasserskulpturen im Springbrunnen

WasserglockeSchlichting, H. Joachim. Physik in unserer Zeit 47/3, S. 152

Auch die geschicktesten Hände vermögen keine Skulptur aus Wasser zu schaffen. In Springbrunnen kann es ohne größere Anstrengung wie von selbst geschehen.

Neben flächenartigen Skulpturen erzeugen manche Springbrunnen auch Strukturen, die aus Bündeln einzelner Wasserstrahlen bestehen.

 

Hüpf, Steinchen, hüpf!

495px-Stone_skimming_-Patagonia-9Mar2010klein KopieSchlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft  4  (2016), S. 46 – 47

Treffen flache Kiesel unter kleinem Winkel auf eine Wasseroberfläche, wirkt diese wie eine Sprungschanze. Das kann sich einige Male wiederholen. Weiterlesen

Rätselfoto des Monats Februar 2016

 

121_Wellenförmige-Eiskante_Februar_2016Wie kommt es zu der wellenförmigen Eiskante?

Erklärung des Rätselfotos vom Vormonat: Wie_kommt_es_zu_den_farbigen_Lichtblitzen?

So schön, dass ich mich nicht darauf zu setzen wage…

Raureif_auf_einer_ParkbankWasser in einer seiner zahlreichen Formen, als Raureifkristalle auf einer Parkbank; so schön, dass ich mich nicht darauf zu setzen wagte. Wie sich Kinder einen Sternenhimmel vorstellen – sternförmig flimmernde Lichter vor dunklem Hintergrund – begegnen uns hier Eiskristalle als exquisites Kunstwerk der Natur.
Wie nahe Schönheit und Profanität manchmal nebeneinander liegen können, hätte ich erfahren, wenn ich es doch gewagt hätte, mich  zu setzen. Weiterlesen

Im Jahr des Lichts (25) – Ein Feuer, das nur Wasser war

Feuer-und-WasserIch sitze am späten Abend eines warmen Tages bei offener Tür im Zimmer und lese. Es ist bereits dunkel geworden. Plötzlich höre ich das Prasseln eines heftigen Regens. Als ich mich zur Tür umdrehe, bekomme ich zunächst einen Schrecken, weil ich im ersten Moment glaube, dass das Prasseln nicht auf Regen, sondern auf ein Feuer zurückzuführen ist, das unmittelbar vor der Tür brennt.
Im zweiten Moment wird mir jedoch klar, dass beide Eindrücke eine gewisse Berechtigung haben: Regentropfen fallen auf  eine bereits reichlich benetzte niedrige Mauer und erzeugen durch ihren Aufprall kleine Wasserjets und eine aus winzigen Tropfen bestehende, nach oben spritzende Gischt. Weiterlesen

Physik am Pool

Physik-am-PoolAm Swimmingpool gerät man manchmal auch vorstellungsmäßig ins Schwimmen. Beim Reinigen des Poolbodens wird mit einem langen Stab eine Art Staubsauer über den Boden geführt. Wenn man diesen Vorgang von der Seite her beobachtet, kann man einige erstaunliche Entdeckungen machen. Zunächst wird man vielleicht einmal mehr vom scheinbaren Knick des schräg in das Wasser tauchenden Stabs irritiert. Man kennt zwar das Phänomen im Kleinen vom scheinbar abgeknickten Strohhalm im Limonadenglas. Aber wie viel eindrucksvoller ist der Vorgang, wenn man ihn im Großen erlebt. Weiterlesen

Filzbälle am Meeresstrand

SeeballAn manchen Stränden des Mittelmeeres findet man ganze Bänke von pflanzlichen Überresten. Sie bestehen aus braunen, faserigen kurzen Ästchen, an denen oft noch Reste von länglichen Blättern haften, deren ehemaliges frisches Grün meist nur noch erahnt werden kann.
Es handelt sich um abgestorbene Bestandteile des Neptungrases, das in flachen Bereichen auf dem Meeresgrund wächst. Weiterlesen

Rätselfoto des Monats August 2015

115_Oppositionseffekt

Wie kommt es zu den Auhellungen im welligen Wasser?

Erklärung zum Rätselfoto des Vormonats: Drehender-Wasserstrahl

Rätselfoto des Monats Juni 2015

112_Blauer-SternenhimmelWie kommt es zu diesem blauen Sternenhimmel?

Erklärung des Rätselfotos vom Vormonat: Blatt_mit_Tropfen

Schatten, die keine sind

SchattenreflexeAuf den ersten Blick würde man sagen, dass wir hier auf die Schatten von Blättern auf der Wasseroberfläche eines Gewässers blicken. Doch bei näherem Hinsehen könnten auch Spiegelungen in Frage kommen, denn die andeutungsweise grüne Färbung der Abbildungen weist genau in diese Richtung. Dagegen spricht jedoch, dass bei einer Spiegelung der nur wenig Licht aussendenden Unterseite der Blätter die grüne Farbe kaum mehr zu erkennen sein dürfte. Der grüne Schimmer könnte vielleicht vom Boden stammen, da die Abbilder der Blätter das Wasser „durchsichtiger“ machen, als es an anderen Stellen ist und die Bodenstruktur besser erkennen lassen. Weiterlesen

Eine abgrundtiefe Illusion

SpiegelungWasserLanzarote002arvWährend der Besichtigung einer Grotte auf der Kanareninsel Lanzarote entfernte ich mich ein wenig von der geführten Gruppe und blieb erschreckt vor einem tiefen Abgrund stehen. Ich beugte mich vorsichtig über den Rand und war angesichts der Tiefe der vor mir liegenden Schlucht der Meinung, dass man an dieser Stelle unbedingt eine Barriere und einen Hinweis auf die Absturzgefahr hätte anbringen müssen. In dem Moment rief mich auch schon der Touristenführer ärgerlich zurück und kam mir mit dem Rest der Gruppe entgegen. Er nutzte noch einmal die Gelegenheit der ganzen Gruppe einzuschärfen doch zusammenzubleiben, weil man sich ansonsten unnötig in Gefahr begeben würde.
Dann erzählte er einiges über die angebliche „Geschichte“ dieser Schlucht und endete mit der Frage, wie tief wie wohl sein möge. Einige beugten sich vorsichtig über den Rand und gaben ihre Schätzungen ab. Dann schlug jemand vor, eine Münze oder ein Steinchen in die Schlucht zu werfen, die Sekunden bis zum Aufschlag zu zählen und daraus die Tiefe zu berechnen. Ich vergegenwärtigte mir auch schon die Formel des freien Falls für die Berechnung: Die Fallstrecke ist gleich 5 mal der gezählten Sekunden zum Quadrat. Doch so weit kam es nicht. Denn als die erste Münze in den Abgrund fiel, hörte man nur ein leichtes Platschen und der Abgrund zerbrach in einem Farbengewirr. Denn er bestand aus einer nur drei Zentimeter dicken Wasserschicht, in der sich das gut Spiegelung-Pfütze-MS-Domplaausgeleuchtete obere Gewölbe der Grotte spiegelte. Erst mit der Zerstörung der glatten Wasseroberfläche ging auch unsere Illusion zu Bruch.
Man kennt solche Spiegelungen auch aus dem Alltag, wie im unteren Bild zu sehen ist. Aber keiner käme auf die Idee, darin einen auf dem Kopf stehenden Kirchturm in einer tiefen Schlucht zu sehen. Der Kontext macht hier wie so oft den Text: Die sofort zu erkennende Ähnlichkeit mit einem realen Gebilde verrät die Spiegelillusion. Die Gewölbestruktur in der Grotte ist aber aufgrund ihrer Unregelmäßigkeit und Unvertrautheit nicht etwas, das man sofort wiedererkennt, wenn es denn zum zweiten Mal und dann auch noch auf dem Kopf stehend auftritt. In den Wasserspiegel blickend war nicht auf den ersten Blick zu erkennen, dass es sich hier nur um eine umgekehrte Abbildung der über uns befindlichen Grottendecke handelte. Hinterher war man natürlich schlauer und konnte durch einen direkten Vergleich von Original und Abbild die Spiegelung erkennen.
Das Beispiel macht einmal mehr deutlich, dass wir durch Spiegelungen leicht getäuscht werden können, weil diese bei einem guten Spiegel ein täuschend echt wirkendes Abbild des Originals darbieten. Zwar wird von der Wasseroberfläche nur ein Bruchteil des auftreffenden Lichts reflektiert, so dass bei einer Pfütze oder einem See die Spiegelungen in den meisten Fällen durch das wesentlich intensivere Streulicht der Umgebung überstrahlt werden. Aber in bestimmten Fällen, vor allem dann wenn der Boden unter der Wasserschicht dunkel ist und kaum Licht reflektiert und die gespiegelten Gegenstände hell sind, kann das Spiegelbild in Konkurrenz zum Original treten.

Über das Wasser gehen

WasserläuferSchlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 4 (2015), 52 – 54

Wie sich ein Wasserläufer auf der Oberfläche eines Teichs hält, ist längst geklärt. Bei der Frage, wie sich das Insekt darauf fortbewegt, sind Forscher jedoch auf ein Paradox gestoßen.

„Auf der Grenze liegen immer
die seltsamsten Geschöpfe.“

Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799)

PDF: Über das Wasser gehen

Eine Bettdecke aus Schnee

SchneebettNicht nur äußerlich ähnelt der Schnee einem dicken Federbett. Luftig und leicht verringert dieses wie jenes die Wärmeleitung. Pflanzen die mit lockerem Schnee bedeckt sind, werden vor schwerem Frost geschützt, ebenso wie Federbetten die vom Körper durch Wärme an die Umgebung abgegebene Energie vermindern. Die Inuit leb(t)en in Iglus, um die isolierende Wirkung des Schnees auszunutzen. Auch wenn der Schnee selbst eine Temperatur unterhalb des Gefrierpunkts hat, sorgen die Lufteinschlüsse dafür, dass nicht die Wärmeleitfähigkeit des gefrorenen Wassers für den Wärmetransport durch den Schnee entscheidend ist, sondern die der Luft und die ist äußerst gering.

Allerding gibt es einen kleinen nicht unwesentlichen Unterschied zwischen Federn (die ebenfalls von der schlechten Wärmeleitfähigkeit der eingeschlossenen Luft profitieren) und Schnee: Schnee schmilzt bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt. Die isolierende Wirkung des Schnees kann also nur bei relativ niedrigen Temperaturen genutzt werden.

Dazu fällt mir ein kleines Rätsel aus Kindheitstagen ein:
Es fällt herab
vom Himmel.
sieht weiß aus
wie ein Schimmel,
ist wie ein Bettchen weich,
zerfließt wie Wasser gleich
und macht dann naß –
was ist das?

Das waren noch Zeiten…

33_Geburtstag_Jan… als man die „Untersuchungen“ des Strömungsverhaltens von Wasser noch kontemplativ und meditativ betrachten konnte, ohne sich Gedanken darüber machen zu müssen, welche physikalischen Gesetze hinter diesem Verhalten stehen. Auch die Frage, warum der helle Boden durch das durchsichtige Wasser dunkel wird, musste dich nicht interessieren. Die Zeiten haben sich in den letzten 30 Jahren geändert. Wir wollen die Gelegenheit nutzen und dir ganz herzlich zu deinem 33. Geburtstag gratulieren, der ein Jahr mit neuen Herausforderungen mit sich bringen wird.

„Zahlentheoretisch“ sicht es schon mal ganz gut aus. Die Zahl 33 besteht aus zwei gleichen Ziffern und wird in der Mathematik auch als Redigit (repeated digits) bezeichnet. Da auf diese Weise die 3 darin gleich 2 mal vorkommt und 3 und 2 besondere Zahlen sind, hat es die 33 in sich: die 2 ist die kleinste und einzige gerade Primzahl und die einzige, auf die direkt eine weitere nämlich die 3 folgt. Die drei ist die erste ungerade Primzahl und die zweitkleinste. 2 und 3 sind die 3. und 4. Fibonacci-Zahl. Die 3 gibt außerdem die Seitenzahl des Dreiecks an, welches die einfachste geometrische Figur in der Ebene darstellt. Außerdem gilt für 33 die Dreierregel, wonach ihre Quersumme ein Vielfaches nämlich das 2-fache von 3 und damit durch 3 teilbar ist: 3 mal 11. Somit steckt auch noch die 1 gleich 2 mal darin, womit auch die 1. und 2. Fibonacci-Zahl darin enthalten ist. Es führte zu weit, auch noch die Besonderheiten der 1 hier zu nennen.

Rätselfoto des Monats März 2014

098_Polarisationsschatten

Warum ist das Wasser im Vordergrund so dunkel?

Erklärung des Rätselfotos vom Vormonat: Diesmal ist die Erklärung sehr einfach, weil keine subtilen Naturphänomene im Spiel sind. Die Bank war über Nacht umgekippt und wurde so durch den fallenden Schnee abgebildet.

Rätselfoto des Monats August 2013

091_Wasserflächen

Frage: Warum bildet Wasser Flächen aus, und warum zerreißen sie schließlich?

Erklärung des Rätselfotos vom Vormonat: Beugungsmuster im Spinnennetz

Spiegelwelt mit Fehlern

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/9 (2011), S.40-41

Manche vermeintlichen Rätsel lassen sich erst lösen, wenn wir stillschweigend Vorausgesetztes auf den Prüfstand stellen.

»Eine komische Stadt, senkrecht zu ihrer Spiegelung. Es gibt Stunden, in denen das Wasser sich beruhigt und plötzlich der Schein sich bildet. Das harte, trockene Venedig steigt aus einer platten Spiegelung, eine auf einen Spiegel gestellte Stadt …
Die Architektur ist nicht wahnsinnig, sie hat alle Sinne beisammen, ihre Vernunft ist die Schwerkraft, ihre Einsicht die G erade, die man zieht, die G erade, der kürzeste Weg von einem Punkt zum andern. Ihre L eichtheit ist die besiegte Schwerkraft. Die Mauer steht, weil sie vernünftig ist. B eschränktes, beschränktes Denken, Reize geometrischer Denkweise.«
Jean-Paul Sartre (1905 – 1980)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/spiegelwelt-mit-fehlern/1116468

Farbige Moirémuster als Naturphänomen

Schlichting, H. Joachim; Suhr, Wilfried. In: Physik in unserer Zeit 41/3 (2010) 41 – 43

Ringwellensysteme auf der Wasseroberfläche eines Swimmingpools können unter bestimmten Bedingungen farbige Ringe hervorrufen, die sich als ein Moiré-Muster erweisen. Es entsteht aus einer Überlagerung der Ringwellen mit deren Projektion auf dem Boden des Pools. Moiré-Effekte sind im technisch-wissenschaftlichen Alltag häufiger beobachtbar – in der Natur dagegen selten.

PDF: Farbige Moirémuster als Naturphänomen

Trübe Aussichten? Nicht nur!

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 6 (2009), S. 42

Beim Blick unter Ljubljanas Brücken zeigt sich ein faszinierendes Wechselspiel diffuser und spiegelnder Reflexion.

Kein glänzender und durchsichtiger Körper kann auf sich den Schatten
irgendeines Gegenstandes aufweisen,
wie man am Schatten der Brücken über den Flüssen sieht,
welche man nur sehen kann, wenn das Wasser trüb ist …
Leonardo da Vinci (1452 – 1519)

’ne Perl in jeder Primel Ohr

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 4 (2009), S. 29

Die leuchtenden Wassertropfen, die früh am Morgen auf Gras, Blättern und auch Schafwollfäden zu finden sind, verdanken sich der Physik der kleinen Dinge.

Die Neigung der Menschen,
kleine Dinge für wichtig zu halten,
hat sehr viel Großes hervorgebracht.
Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799)

Die Welt hinter den Spiegeln

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 39/2 (2008) 98

Real- und Spiegelwelt sind normalerweise gut auseinander zu halten.
Doch manchmal kann ein ungewöhnlicher Kontext zu irritierenden
Situationen führen.

PDF: Die Welt hinter den Spiegeln

Der alltägliche Kontext – am Beispiel eines optischen Phänomens

Schlichting, H. Joachim . In:  Praxis der Naturwissenschaften – Physik in der Schule 57/1 (2008) 39 – 41

Ein wesentliches Motiv des „Lernens im Kontext“ besteht in der Steigerung der Motivation der Lernenden. Es wird erwartet, dass durch Einbettung von physikalischen Fragestellungen in einen für sie bedeutungsvollen Rahmen die Bereitschaft wächst, sich damit auseinander zu setzen. Solche Kontexte werden seit einigen Jahren in der fachdidaktischen Literatur diskutiert (z.B. [1] – [3]).
Im vorliegenden Beitrag soll auf ein Problem des „Lernens im Kontext“ aufmerksam gemacht und am Beispiel eines lebensweltlichen Kontexts illustriert werden, das unseres Erachtens bislang zu wenig Beachtung gefunden hat: Wie kommt man zu physikalischen Fragen?
Ein den Lernenden vertrauter Kontext ist nicht schon deshalb interessant und fragwürdig, weil er vertraut ist. Erst dadurch, dass er in einer unvertrauten Perspektive dargestellt wird, kann daraus ein Phänomen werden, das Neugier und das Bedürfnis nach einer Erklärung auslöst, die schließlich in eine physikalische Erschließung des Phänomens einmünden. Dazu wird eine alltägliche Situation als Rätsel inszeniert, indem bei einer (optischen) Spiegelung ein auffälliger Symmetriebruch vor Augen geführt wird, der weder aus  vorwissenschaftlicher noch aus physikalischer Sicht zu erwarten ist.

PDF: Der alltägliche Kontext am Beispiel eines optischen Phänomens

Wellenringe auf der Wasseroberfläche lassen tief blicken

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 39/1 (2008) 46 -47

Ob ein Stein oder ein Tropfen auf eine Wasseroberfläche fällt, macht insofern keinen Unterschied, als in beiden Fällen Systeme von Ringwellen entstehen. Und doch „erzählen“ die Ringe in beiden Fällen eine etwas andere physikalische Geschichte.

PDF: Wellenringe auf der Wasseroberfläche lassen tief blicken

Nicht leicht zu durchschauende Lichtgitter

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 38/1 (2007) 46

Ein Spaziergang am Morgen, wenn das Wasser des Teichs noch leicht vom Nebel der kühlen Nacht verhangen ist, gibt manchmal zu einem eindrucksvollen Lichtschauspiel Anlass. Wenn die Sonne sich nämlich langsam Bahn bricht und ihr Licht an dem in der kühlen Nacht entstandenen Nebel gestreut wird, können unter günstigen Bedingungen interessante, auf den ersten Blick nicht zu durchschauende Lichtgitter entstehen.

PDF: Nicht leicht zu durchschauende Lichtgitter

„Der Mensch, das Augenwesen, braucht das Bild“ Bildbeschreibungen als Zugang zu optischen Naturphänomenen

Schlichting, H. Joachim. In: Praxis der Naturwissenschaften. Physik in der Schule 55/3 (2006) 19 – 23

Unter Naturphänomenen versteht man normalerweise jene spektakulären Großereignisse wie Regenbögen, Koronen, Halos … . Sie sind vielfach beschrieben worden und werden wohl auch in Zukunft immer wieder Gegenstand fachwissenschaftlicher und fachdidaktischer Auseinandersetzungen sein. Zahlreiche kleinere und unscheinbare Phänomene und auch solche, die es möglicherweise erst noch zu entdecken gilt, finden dagegen kaum Beachtung.
Auf solche alltäglichen Naturphänomene soll im Folgen-Hinterfragen von Selbstverständlichkeiten den aufmerksam gemacht werden mit dem Ziel, die Lernenden anzuregen, hinter dem Alltäglichen interessante physikalische Zusammenhänge aufzuspüren und auf diese Weise eine „neue“ Sichtbarkeit zu ermöglichen. Wir gehen dabei von der Überzeugung aus, dass es nicht ausreicht, die Lernenden in der Schule mit den physikalischen Grundkenntnissen (im vorliegenden Fall: Modell des Lichtstrahls, Reflexionsgesetz, Brechungsgesetz) auszustatten und zu erwarten, dass sie damit auch bereits in der Lage wären, diese Kenntnisse in realen Situationen anzuwenden.

PDF: „Der Mensch, das Augenwesen, braucht das Bild“ Bildbeschreibungen als Zugang zu optischen Naturphänomenen

The Glitter Path: An every day life phenomenon relating physics to other disciplines

Schlichting, H. Joachim. In: International Newsletter on Physics Education 2 (October 2004).

Schwert-003rvThe many faces of the so-called glitter-path are presented to draw attention to a phenomenon which is not only interesting from a physical perspective, but is also important in other contexts. It is shown as well that this phenomenon can occur in many situations totally different from the original wet ambience.

PDF: The Glitter Path: An ervery day life phenomenon relating physics to other disciplines International

Farbige Schattensäume im Wasser.

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 34/4, 177-179 (2003).

Schatten und Schmutz können in Gewässern zu ästhetisch ansprechenden Farberscheinungen führen, die oft übersehen und erst auf den zweiten Blick verständlich werden.

PDF Farbige Schattensäume im Wasser.

Thermodynamik und Strukturbildung am Beispiel der Entstehung eines Flussnetzwerkes

Schlichting, H. Joachim; Nordmeier, V. In: Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht, 53/8, 450-454 (2000).

Mit allgemeinen thermodynamischen Argumenten wird versucht, eine Antwort auf die Frage zu geben, warum Flussnetzwerke (wie sie z. B. bei der natürlichen Entwässerung von Flächen entstehen) jene typischen verästelten, fraktalen Muster ausbilden. Ausschlaggebend für derartige Strukturbildungsprozesse ist, dass die Energiedissipationsrate des fließenden Wassers minimal wird. Diese Aussage wird in einem einfachen Algorithmus zur Simulation von Flussnetzwerken umgesetzt.

PDF: Thermodynamik und Strukturbildung am Beispiel der Entstehung eines Flussnetzwerkes