Wisst ihr, was das Erstaunliche an der Welt ist?

Eine Erkenntnis, welche unsere Leben für immer veränderte. Ein Gedanke, der uns in einer komplexen, oft nur schwer begreifbaren Welt Hoffnung schöpfen lässt. Eine Einsicht, so bedeutend und folgenreich, dass sie als eine der größten Errungenschaften menschlichen Geistes zu bezeichnen nur angemessen ist.

Der folgende Text ist der Beginn meines ersten Beitrags für das Online-Magazin "Kirtag" - ein ambitioniertes Projekt aus meiner Heimatgegend. Da ich nun offiziell zum Kirtag-Team dazugehöre, werden dort auch in Zukunft immer wieder Artikel von mir zu sehen sein.

Viel Vergnügen beim Lesen!

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Wir befinden uns in der Mitte eines kleinen, überschaubaren Universums. Auf einer begrenzten Scheibe versuchen wir, uns so recht und schlecht ein angenehmes Leben einzurichten. Jeder unserer verantwortungsvollen Kapitäne hat es im Gefühl, wann er sein Schiff wenden und wieder zum Heimathafen steuern soll. Freilich, manch einen juckt es schon, einmal den Rand kennenzulernen und darüber hinauszuschauen. Aber man hat uns ja „wissen“ lassen: Kommt man an Grenzen, tun sich Abgründe auf. Ach, du lieber Gott! Es ist ein Kreuz mit dem Ende der Welt. Und eines weiß man selber ganz sicher: Man will um alles auf der Welt nie eine Kreuzschifffahrt mitmachen müssen…

Es ist tatsächlich noch gar nicht allzu lange her, dass man so über die eigene Existenz gedacht hat, und es ist erstaunlich, dass es diese Einstellung mancherorts noch immer gibt. (Da meine ich aber nicht, dass eine Kreuzschifffahrt zum Speiben ist.)

Nun gut, den „Rand“ der Welt – die Grenze des uns Bekannten – erweitern wir mit jedem Tag: Unser Wissen wächst seit dem Babyalter, sei es im individuellen Fall oder in jenem der gesamten Menschheit.
Obwohl wir bis heute erstaunlich viel über die Welt gelernt haben,... Weiterlesen »

 

Zu Recht: Links - September 2013 (2/2)

Worauf bin ich in letzter Zeit im Internet gestoßen und was ist mir davon in Erinnerung geblieben? - Hier trage ich wieder einmal eine Auswahl empfehlenswerter Links zusammen.

Die Einträge, die mit einem "≤" eingeleitet werden, sind besonders sehenswert! Allen, denen die folgende Liste etwas zu lang ist, möchte ich bei ihrer Wahl damit ein bisschen unter die Arme greifen. ;-)

Hunderte alter Link-Empfehlungen sind hier zu finden.

Feynmans inverser Wassersprinkler - Die Auflösung

In einem Lehrbuch über Hydrodynamik gab es ein Problem, das von allen Physik-Studenten diskutiert wurde. Das Problem ist folgendes: Man hat einen S -förmigen Rasensprenger - eine S-förmige Röhre auf einem Drehzapfen -, und das Wasser spritzt im rechten Winkel zur Achse heraus und läßt diese in einer bestimmten Richtung rotieren. Jeder weiß, in welche Richtung der Rasensprenger sich dreht: er wird von dem austretenden Wasser zurückgetrieben. Die Frage ist nun: Angenommen, man hat (...) ein großes Becken mit Wasser (...) und man tut den Sprenger ganz unter Wasser und saugt Wasser ein, statt es hinauszuspritzen, in welche Richtung würde er sich drehen? Würde er sich in die gleiche Richtung drehen, in die er sich dreht, wenn man das Wasser in die Luft spritzt, oder würde er sich in die entgegengesetzte Richtung drehen? **

Mit diesen Worten beschreibt Richard P. Feynman in seinem Buch "Sie belieben wohl zu scherzen, Mr. Feynman!" das Problem des inversen Wassersprinklers.

Die Rotationsrichtung des S-förmigen Rohres ist wohl für die meisten klar. Das Problematische daran ist, dass für die einen eine Bewegung gegen den Uhrzeigersinn und für andere eine Bewegung im Uhrzeigersinn die richtige ist.

Feynmans inverser Wassersprinkler - Das Rätsel

Ein paar von euch haben vielleicht schon mal vom (in Physikerkreisen) berühmten Problem des inversen Wassersprinklers gehört. Populär wurde es durch Richard P. Feynman, der es in seinem Buch "Surely You're Joking, Mr. Feynman!" beschrieb und erzählte, wie er den Versuch im Zyklotron-Labor der Princeton University durchführte, ohne jedoch den Ausgang seines Experiments zu verraten.
Anschließend entstanden viele (teils widersprüchliche) Abhandlungen über dieses Problem.

A "reaction wheel," as illustrated in figure 153a,
from Ernst Mach's Mechanik, chapter III, section III, p. 278¹

Der Wassersprinkler sei z. B. ein S-förmig gebogenes Rohr, das in der Mitte drehbar gelagert ist. Dort strömt auch gleichzeitig Wasser in das Rohr und wird zu den Öffnungen am Rand gedrückt, wo es austritt und durch den verursachten Rückstoß das Sprinkler-Rohr in die entgegengesetzte Richtung bewegt.
Beim inversen Sprinkler stellt man die Frage, was passiert, wenn man Wasser - anstatt es in das Rohr hinein zu pumpen - aus dem Rohr heraussaugt. (Dazu stellt man sich den ganzen Apparat am besten in einem Wassertank vor, sodass Wasser ständig nachfließen kann.)

DIY: Tunneleffekt

Jeder hat schon einmal etwas von der Totalreflexion eines Lichtstrahls in einem Glasprisma gehört - spätestens irgendwann in der Schule, denke ich. Es geht darum, dass sich Licht ab einem gewissen Winkel zur Grenzfläche von einem optisch dichteren zu einem optisch dünneren Material plötzlich nicht mehr in zwei Strahlen aufteilt, sondern total reflektiert wird.
Erklärt bekommt man diesen Effekt meist auf klassische Weise (über das Brechungsgesetz von Snellius etc.). Diese Erklärung ist aber nur hinreichend genau - denn mit einem einfachen Wasserglas kann man bereits die klassische Physik aushebeln, wie wir noch sehen werden.

Typisch Feynman...

Eine kurze Anekdote aus dem Leben des bekannten Physikers Richard P. Feynman.

Folgende Geschichte spielte sich während eines Vortrages am California Institute of Technology ("Caltech") ab.


Thema des Vortrages war das sog. Brown-Tiss-Experiment, das ursprünglich der Bestimmung der Größe astronomischer Objekte dienen sollte.