Auf dieser Seite sollen Phänomene und Experimente vorgestellt werden, die aus dem Alltag stammend als Bereicherung des Physik- Unterrichts dienen können. Manche sprechen für sich und erfordern keine Beschreibung, andere sind so ausführlich beschrieben, daß für den Einsatz im Unterricht möglichst keine Angaben fehlen. Für Hinweise oder Ergänzungen, Tips für Variationen sind wir dankbar.
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(zur Verfügung gestellt von Dr. Hans Meyer, aufgen. am 29.7.2008
kurz nach Sonnenaufgang am 2800 m hohen Mount Roraima in Venezuela)
Im Bild sieht man um den Schatten des Beobachters auf einer
Dunstwand (das sogenannte Brockengespenst) herum eine
Glorienerscheinung (ein System farbiger Ringe, hier: 3),
die ähnlich entsteht wie ein Regenbogen, wegen der Feinheit
der Tröpfchen aber auch Beugungserscheinungen aufweist.
Ein Artikel zur Deutung von Werner B. Schneider als PDF-Dokument(14 MB)
Die
beiden Bilder wurden im Herbst 1999 im Berliner Zoo
aufgenommen. Die Glasplatte befindet sich zum Schutz der
Besucher am Bärengehege.
Erklärung: Die Glasplatte ist praktisch genauso
dick wie der Rahmen. Durch die Brechung des Lichts erscheinen
Gegenstände direkt hinter der Platte aber näher
herangerückt (Tiefenschwund). Das gleiche Phänomen
sorgt z.B. im Aquarium dafür, daß ein Fisch
näher an der Vorderseite zu schwimmen scheint als in
Wirklichkeit. Der Effekt kann von Schülern leicht im
Alltag (nicht nur im Zoo) beobachtet werden, z.B. am Bank- oder
Postschalter mit Panzerglasscheibe.
Die
beiden Bilder zeigen zwei Häuser an einem Sommermorgen,
die sich an einer Straße in Braunschweig direkt
gegenüberstehen. Die kreuzförmige Reflexion am Haus
auf der Ostseite (links) stammt von einer Fensterscheibe
(Mehrfachverglasung) des Hauses auf der Westseite (rechts).
Erklärung: Die Sonnenstrahlen werden nicht an
einer ebenen Fläche reflektiert, wie man meinen
könnte, sondern an (mindestens) zwei gegensinnig
gewölbten Flächen in einem rechteckigen Rahmen,
nämlich der Innen- und Außenscheibe der
Isolierverglasung. Die Stärke der Wölbung hängt
von der Differenz zwischen dem Innendruck der Isolierverglasung
und dem äußeren Luftdruck ab. Das Phänomen kann
in den letzten Jahren (am besten in den Morgen- und
Abendstunden) immer häufiger beobachtet werden - ganz
einfach weil immer mehr Häuser Isolierverglasungen
besitzen.
Wann wurde dieses Foto
geschossen?
Lösung: Die üblicherweise kreisrunden
"Sonnentaler", die immer dann auf dem Boden entstehen, wenn das
Sonnenlicht durch das Blätterwerk von Bäumen
fällt (Lochkamera-Effekt) weisen jeweils gleich liegende
kreisförmige dunkle Segmente auf, die in diesem
Bildausschnitt noch besser erkennbar sind:
Während der
Aufnahme kann also auch das Urbild (Sonne) keine
Kreisfläche am Himmel gebildet haben, sondern eine Art
Sichel wie die Bilder. So kommt nur der Tag der
Sonnenfinsternis am 11.8.1999 infrage. Das Foto wurde
tatsächlich am 11.8.1999 gegen 13.00 Uhr in Berlin am
Savigny- Platz aufgenommen, also während der Zeit der
partiellen Verfinsterung.
Mechanik:
"Überrraschung im Doppelpack" oder: "Ein Flummi will hoch
hinaus !" Fallen zwei unterschiedlich große
Silikonkautschuk-Bälle ("Superbälle","Flummis")
übereinander liegend vertikal zu Boden, so verharrt der
"größere" Gummiball nach dem Auftreffen unerwartet
wie (unelastisches) Knetgummi am Boden.
Erklärung: Stoßen zwei Körper mit
gleicher Masse und unterschiedlichen Geschwindigkeiten
elastisch und zentral aufeinander, so "tauschen" sie beim
Stoß ihre Geschwindigkeiten aus. Stoßen zwei
Körper mit betragsgleicher Geschwindigkeit und
unterschiedlichen Massen elastisch und zentral aufeinander,
hängen ihre Geschwindigkeiten nach dem Stoß nur vom
Massenverhältnis ab.
Ein Sonderfall tritt ein, wenn das Massenverhältnis der
Stoßpartner 1 : 3 beträgt. Aus der Energie- und Impulserhaltung folgt: Der
"große" Ball hat nach dem Stoß die Geschwindigkeit Null, während sich der
"kleine" Ball nach dem Stoß mit doppelter Geschwindigkeit entfernt. Wegen der
Verdopplung der Geschwindigkeit erreicht der "kleine" Ball nach dem Stoß (theoretisch)
die vierfache (!) Anfangshöhe.
Ein Tip zur Durchführung: Man lege den kleinen Ball in die Hand, den großen
darauf und halte ihn mit Fingern und Daumen fest. Dann dreht man die Hand um, so dass beide Bälle
möglichst genau senkrecht übereinander liegen und spreizt die Hand. Beide Bälle fallen (nach
einiger Übung) dann als "Doppelpack" mit vertikaler Achse gemeinsam nach unten. Bei z.B.
beidhändiger Versuchsdurchführung geraten sie leicht in Schieflage, so dass der kleine Ball
unkontrolliert durch die Klasse springt - Verletzungsgefahr !
Umwelt-Wetter: Parallelverschiebung durch Wind Die beiden
Bilder zeigen denselben Kondensstreifen, am Braunschweiger
Abendhimmel (in Richtung Nordost) am 25. Mai 2001 im Anstand
von ca. 30 Sekunden aufgenommen. Eine sehr
gleichmäßige Westwindströmung sorgte für
eine beinahe mathematisch perfekte Parallelverschiebung - ohne
Fransen und Kurven.
Was ist denn da?
Rot dreht um?