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Wölbspiegel

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Frohe Weihnachten!

Zunächst wünsche ich allen meinen „Besuchern“ Frohe Weihnachten und unbeschwerte Festtage. Bei einem Blog, der Physik im Titel trägt, kommt ihr mir nicht so leicht davon. Denn eine Frage hätte ich noch: Der Baum ist offenbar mit zwei verschiedenen Arten von Weihnachtsbaumkugeln geschmückt. Worin unterscheiden sie sich? Um sich einen besseren Eindruck von den Unterschieden zu verschaffen, habe ich zwei verschiedene Kugeln vergrößert herauskopiert (rechtes Bild).
Bevor ihr weiterlest, solltet ihr versuchen, die Frage selbst zu lösen. Dabei ist es hilfreich sich klarzumachen, dass eine spiegelnde Weihnachtskugel bis auf den Bereich, der sich direkt hinter der Kugel befindet, die gesamte „Welt“ abbildet – wenn auch verzerrt. Diese Eigenschaft wird ja bekanntlich ausgenutzt, um bei Einfahrten durch Wölbspiegel einen größeren Bereich einsehbar zu machen, als mit bei einem Flachspiegel möglich wäre.
Die Antwort ist überraschend einfach: Die Kugeln unterscheiden sich darin, dass die eine nur „versilbert“ ist wie ein normaler Spiegel und die andere auch noch die „Eigenfarbe“ Rot besitzt. Dieser Unterschied macht sich darin bemerkbar, dass die rote Kugel zwar auch auftreffendes weißes Licht zurückwirft, aber aufgrund der Rotfärbung (Absorption eines Teils des weißen Lichts (die Komplementärfarbe von Rot) und Ausstrahlung von rotem Licht), dieses mit Rot überlagert. Dass die versilberte Kugel dennoch so aussieht als wäre sie zweifarbig liegt daran, dass der Weihnachtsbaum auf einer roten Unterlage steht, die auch – natürlich anamorphotisch verzerrt – abgebildet wird. Bei der roten Kugel erkennt man, dass dieser Bereich wesentlich stärker rot ist als der übrige Bereich.
Aber nun feiert schön weiter und lasst euch davon nicht beirren!

Tee ist ein Kunstwerk

Tee ist ein Kunstwerk
und braucht eines Meisters Hand,
um seine edelsten Eigenschaften zu offenbaren.

Kakuzo Okura Weiterlesen

Zur physikalischen Erzählung spiegelnder Fensterscheiben

doppelglasspiegelung_dscf26Der Kosmos ist ein Spiegel, so lautet eine altpersische Weisheit, und Christian Morgenstern sagt: „Der Mensch ist ein in einem Spiegelkerker Gefangener“. Weiterlesen

Manchmal sieht man sich so, wie man sich fühlt

Auf einer längeren Wanderung durchqueren wir einen urbanen Bereich. Unsere Blicke bleiben an der Auslage eines Lampengeschäfts hängen, wo wir den Spiegel vorgehalten bekommen und dabei so gar nicht erleuchtet, sondern mehr deformiert werden. Sinnigerweise fühlen wir uns auch so, wie wir uns hier sehen – vielleicht nicht ganz so bunt.

Der Glasschirm der Lampe reflektiert bei senkrechtem Lichteinfall nur etwa 4% an jeder Grenzschicht zwischen Luft und Glas. Das meiste Licht geht also hindurch. Soll es ja auch, weil die wesentliche Funktion der Lampe darin besteht, ihr Licht möglichst ungehindert auszustrahlen. Im vorliegenden Fall kommt allerdings nur Licht von außen, von dem der vergleichsweise dunkle Raum nur wenig wieder zum Fenster hinausstrahlt. Da reichen dann schon die paar Prozent, die die direkt auf das Fenster gerichtete Seite der Glaskugel zurückgibt.
Der Farbeffekt kommt dadurch zustande, dass die Glaskugel mit einer dünnen, ziemlich durchlässigen Metallschicht bedampft ist. Die Schicht ist so dünn, dass durch Interferenz bestimmte Wellenlängen des weißen Lichtes geschwächt und andere verstärkt werden, sodass man eine Mischung der verbleibenden Farben sieht.

Neugierige Blasen auf dem Teich. Was glotzt ihr?

Augen_aus_Blasen_rvIch sitze am Teich und lese. Plötzlich spüre ich, dass mich jemand beobachtet. Es ist aber weit und breit keiner da – bis auf einige Blasen auf der Wasseroberfläche, die mich anzuglotzen scheinen. Als ich mich nähere, scheint mich ihr Blick simultan zu verfolgen. Es ist mein Spiegelbild auf den glänzenden Hemisphären aus sphärisch gespanntem Teichwasser, das – wie ich mich auch drehe und wende – wie die Pupillen mich fixierender Augen immer genau auf mich ausgerichtet ist. Weiterlesen

Im Jahr des Lichts (28) – Die Kerzenflamme und ihre Spiegelbilder

Reflektierte-KerzenflammenAuch am 3. Advent widmen wir uns einer Kerzenflamme. Eine Kerze brennt in einem rotgetönten Glas. Mehrere „Flammen“ zeugen davon auf mehr oder weniger direkte Weise. Obwohl man die weiße Kerze und die Originalflamme durch das Glas hindurch sehen kann, schauen sie durch das getönte Glas betrachtet unterschiedlich verändert aus. Die Kerze hat einen rötlichen Teint angenommen, die Flamme ist nach wie vor weiß. Ist sie dann noch original oder nur noch originell? Ich würde sagen, originell, denn auch das Licht der Flamme wurde durch das Glas gefiltert. Grund für die scheinbare Wirkungslosigkeit des Rotfilters ist ein Wahrnehmungseffekt, der mutatis mutandis auch für die Kamera gilt. Die Originalflamme ist vergleichsweise intensiv. Da sich die Pupillen- bzw. die Blendenöffnung der Kamera nicht nur auf die helle Flamme, sondern auch auf die wesentlich dunkleren Gegenstände in der Umgebung einstellt, werden die Rezeptoren so stark angeregt, dass die vergleichsweise schwache Rottönung des Glases im Vergleich zum dominierenden Weiß der brennenden Flamme keinen merklichen Einfluss mehr hat auf die Farbwahrnehmung (Irradiation, Blooming). Man erkennt auch im Vergleich zur gespiegelten weißen Flamme, dass jede Strukturierung in Form von dunkleren Partien überstrahlt wird. Beim wesentlich schwächeren Streulicht der Kerze macht sich hingegen die Rotfilterfunktion des Glases deutlich bemerkbar. Weiterlesen

Im Jahr des Lichts (15) – Das Sonnenkreuz am Berliner Fernsehturm

SonnenkreuzEin Blick durch ein Fenster auf die spiegelnde Kugel des Berliner Fernsehturms. Sie wird bei Sonnenschein von einem weithin sichtbaren Lichtkreuz veredelt. Man kann es fast aus allen Richtungen sehen, außer wenn die Sonne hinter dem Turm steht. Warum reflektiert diese Kugel das Licht kreuzförmig? Weiterlesen

Hieroglyphen aus Licht

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Schlichting, H. Joachim. In: Tipler, Paul A.; Mosca Gene: Physik. 7. Auflage. Berlin, Heidelbert: Springer 2015,  S.1076 f

Wer an einem sonnigen Tag mit offenen Augen durch die Stadt geht, kann in den Genuss eines Lichtphänomens kommen, dessen Ursprung sich vermutlich nicht sofort erschließen lässt: Lichtkreuze in Lichtkreisen.
Der Ursprung der Lichtkreuze ist in den spiegelnden Reflexionen der Sonne in den Fensterscheiben von Gebäuden zu sehen. Das Licht wird je nach der Höhe der Sonne auf die gegenüberliegende Häuserfront oder die Straße projiziert. Man muss nur zwei Minuten warten, um festzustellen, dass sich der Reflex um seinen eigenen Durchmesser verschoben hat. Weiterlesen

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