Vor wenigen Tagen wurde die Verkündung einer großen Entdeckung ("major discovery") im Rahmen einer Konferenz am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics angekündigt. Worum es sich bei dieser Entdeckung genau handelt, wurde bisher verschwiegen.
Natürlich brodelt die Physiker-Gerüchteküche und es wird z. B. vermutet, dass die Konferenz mit einem gelungenen Nachweis von Gravitationswellen zu tun haben könnte. Das wäre natürlich ein herausragendes und spannendes Ergebnis!
Doch ich will hier eigentlich keine Vermutungen über das Thema der Konferenz am Montag anstellen, sondern die Gelegenheit nutzen, um über einen ungewöhnlichen Aspekt der speziellen Relativitätstheorie zu schreiben. (Die Gravitationswellen-Spekulationen der letzten Tage haben mich wohl auf diese Idee gebracht.)
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Samstag, 15. März 2014
Donnerstag, 26. Dezember 2013
Skipisten-Wissenschaft: Die Frage nach der Skibrillen-Farbe
Eben war Weihnachten, der Winter hat zumindest für diejenigen begonnen, die auf der Nordhalbkugel leben, viele haben Ferien. Und einige von euch wird es vermutlich auf die Skipisten ziehen!
SkifahrerInnen wissen, dass diverse Schutzkleidung (Helm etc.) ratsam ist. Insbesondere hilfreich beim Skifahren ist auch eine Skibrille - sie dient als Schutz vor gefährlicher Sonnenstrahlung, vor Wind und Schnee und zur Verbesserung der Umgebungswahrnehmung.
Doch welche Farbe der Skibrille sollte man wählen? Welche Tönung der Scheibe sieht am besten aus? - Tja, tatsächlich ist die Frage der Farbwahl keine Geschmackssache, sondern eine Frage der Physik und der Anatomie des menschlichen Auges.
Inwiefern können diese beiden Disziplinen beim Thema Skibrillen mitreden? - Darüber werde ich im Folgenden etwas erzählen.
Warum und wie eine Skibrille Wind, Schnee, usw. von den Augen abhalten kann, ist relativ einsichtig und klar, denke ich. Viel interessanter werden die Überlegungen, wenn man sich zum Ziel setzt, dass eine Skibrille (neben Schutz vor schädlicher Sonnenstrahlung) auch die Wahrnehmung der Umgebung verbessern sollte. Mit Skibrillen sollte man im Schnee also irgendwie "besser sehen" können.
Man kann das Sonnenlicht in seine verschiedenen Wellenlängen aufspalten und sich ansehen, wie viel Licht für jede Wellenlänge auf der Erde ankommt. Dabei verändert die Atmosphäre die spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichts deutlich, wie man in der folgenden Abbildung sieht (vgl. extraterrestrische und terrestrische Sonnenstrahlung).
Warum es vielerorts zu "Einschnitten" im terrestrischen Spektrum kommt, habe ich in schon einmal erklärt. (Dort könnt ihr auch nachlesen, wie man die chemische Zusammensetzung von fernen Sternen herausfinden kann.)
Wie bereits erwähnt, wird Sonnenlicht an allem Möglichen reflektiert - nicht nur an Gegenständen und am Boden, sondern auch an Teilchen in der Luft. Mit Hilfe des Modells der Rayleigh-Streuung kann man erklären, warum der Himmel blau ist: Die Luftmoleküle und "Luftteilchen" streuen blaues Licht stärker und öfter als z. B. rotes. Deshalb treffen stets blaue Lichtstrahlen auf unsere Netzhaut, egal in welche Himmelsrichtung wir blicken.
Es ist somit vergleichsweise viel blaues Licht in unserer Atmosphäre unterwegs. Das ändert sich auch kaum, wenn die Witterungsverhältnisse schlecht sind und der Boden mit Schnee bedeckt ist.
(Ich habe übrigens ein Paper namens "Optical Properties of Snow"[1] gefunden - da drinnen könnt ihr vermutlich alles über Skipisten-Licht nachlesen.)
SkifahrerInnen wissen, dass diverse Schutzkleidung (Helm etc.) ratsam ist. Insbesondere hilfreich beim Skifahren ist auch eine Skibrille - sie dient als Schutz vor gefährlicher Sonnenstrahlung, vor Wind und Schnee und zur Verbesserung der Umgebungswahrnehmung.
Doch welche Farbe der Skibrille sollte man wählen? Welche Tönung der Scheibe sieht am besten aus? - Tja, tatsächlich ist die Frage der Farbwahl keine Geschmackssache, sondern eine Frage der Physik und der Anatomie des menschlichen Auges.
Inwiefern können diese beiden Disziplinen beim Thema Skibrillen mitreden? - Darüber werde ich im Folgenden etwas erzählen.
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| Dieser Skifahrer trägt eine Skibrille. Ob er sonst noch (Schutz-)Kleidung trägt, ist auf diesem Bild nicht zu erkennen, aber für den weiteren Verlauf des Artikels sowieso unerheblich. (Quelle: http://www.photorack.net) |
Warum und wie eine Skibrille Wind, Schnee, usw. von den Augen abhalten kann, ist relativ einsichtig und klar, denke ich. Viel interessanter werden die Überlegungen, wenn man sich zum Ziel setzt, dass eine Skibrille (neben Schutz vor schädlicher Sonnenstrahlung) auch die Wahrnehmung der Umgebung verbessern sollte. Mit Skibrillen sollte man im Schnee also irgendwie "besser sehen" können.
Um zu verstehen, wie dieses Ziel zu erreichen ist, könnten wir uns zuerst fragen, wie wir eigentlich unsere Umgebung wahrnehmen.
"Das ist einfach!", werdet ihr euch denken, "Das von der Umgebung reflektierte Licht trifft in unsere Augen, worauf wir irgendwie mit Hilfe unseres Gehirns ein Bild der Außenwelt erstellen." Und so ist das auch richtig: Licht, das von der Sonne kommt, wird an allem Möglichen gestreut, bevor es die Netzhaut in unseren Augen erreicht. Dort löst es verschiedene Reize aus, die in Form von elektrischen Signalen über den Sehnerv in die dahinter befindliche große Rechenmaschine - das Gehirn - gelangen, um zu etwas für uns Sinnvollem verarbeitet zu werden.Man kann das Sonnenlicht in seine verschiedenen Wellenlängen aufspalten und sich ansehen, wie viel Licht für jede Wellenlänge auf der Erde ankommt. Dabei verändert die Atmosphäre die spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichts deutlich, wie man in der folgenden Abbildung sieht (vgl. extraterrestrische und terrestrische Sonnenstrahlung).
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| Die extraterrestrische Sonnenstrahlung kann näherungsweise mit einem idealen schwarzen Strahler von 5900 Kelvin beschrieben werden. Für unsere Überlegungen spielt allerdings nur das Spektrum der terrestrischen Strahlung eine Rolle, davon insbesondere der sichtbare Bereich des Lichts, der zwischen ultraviolettem (UV) und infrarotem (IR) Licht eingezeichnet ist. (Credit: Degreen / Quilbert, via Wikimedia Commons) |
Warum es vielerorts zu "Einschnitten" im terrestrischen Spektrum kommt, habe ich in schon einmal erklärt. (Dort könnt ihr auch nachlesen, wie man die chemische Zusammensetzung von fernen Sternen herausfinden kann.)
Wie bereits erwähnt, wird Sonnenlicht an allem Möglichen reflektiert - nicht nur an Gegenständen und am Boden, sondern auch an Teilchen in der Luft. Mit Hilfe des Modells der Rayleigh-Streuung kann man erklären, warum der Himmel blau ist: Die Luftmoleküle und "Luftteilchen" streuen blaues Licht stärker und öfter als z. B. rotes. Deshalb treffen stets blaue Lichtstrahlen auf unsere Netzhaut, egal in welche Himmelsrichtung wir blicken.
Es ist somit vergleichsweise viel blaues Licht in unserer Atmosphäre unterwegs. Das ändert sich auch kaum, wenn die Witterungsverhältnisse schlecht sind und der Boden mit Schnee bedeckt ist.
(Ich habe übrigens ein Paper namens "Optical Properties of Snow"[1] gefunden - da drinnen könnt ihr vermutlich alles über Skipisten-Licht nachlesen.)
Fürs Erste merken wir uns also:
Auf der Skipiste gibt es viel blaues Licht.
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| Auf der Skipiste gibt es viel blaues Licht! Dass ich gerade hier ein so blaulastiges Foto eingefügt habe, ist natürlich reiner Zufall! (Quelle: http://www.photorack.net) |
Nun machen wir einen Abstecher in den Bereich der Anatomie des menschlichen Auges und versuchen, uns einen Eindruck von der Funktionsweise unseres Sehorgans zu verschaffen!
Samstag, 9. November 2013
Einstein, Prinzessin Leia und das Telefon-Hologramm
Stell dir vor, du hast einen langen Stab in der Hand - einen ganz langen Stab, der bis zum Mond reicht. Auf der Mondoberfläche steht dein Freund und hält das weit entfernte Stabende fest. Zeitgleich läuft im Fernsehen ein wichtiges Fußballspiel, welches euer Kumpel auf dem Mond zwar sehen kann (die NASA hat ihm freundlicherweise erlaubt, einen (akkubetriebenen) Fernseher auf seinen Spaziergang mitzunehmen), jedoch aufgrund der Zeitverzögerung das "Echtzeit-Feeling" vermisst. (Die Funksignale der Erde brauchen immerhin etwa 1,2 Sekunden, bis sie den Mond erreichen.) Deshalb habt ihr euch ausgemacht, dass du jedes Mal, wenn seine Lieblingsmannschaft ein Tor schießt, den Stab bewegst. So weiß er, dass ein Tor fällt, noch bevor es ihm der Fernseher 1,2 Sekunden später mitteilt. Die Information wurde ihm somit mit Überlichtgeschwindigkeit übermittelt.
Doch halt - hier haben wir einen Widerspruch zu Einsteins Relativitätstheorie, laut welcher sich nichts (nicht einmal irgendeine Art von Information) schneller als das Licht fortpflanzen kann! Irgendetwas stimmt hier nicht! (Und wie ihr bereits vermutet habt, ist es nicht die Relativitätstheorie!)
Vielmehr liegt der Gedankenfehler bei der Signalübertragung über den Stab: Die "Information der Bewegung" kann sich auch im Stab nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Sobald du das erdnahe Ende des Stabes bewegst, wandert eine Welle (mit Unterlichtgeschwindigkeit!) entlang des Stabes. Solange diese Welle nicht bei deinem Freund ankommt, weiß dieser gar nicht, dass du den Stab bereits bewegt hast. Er erfährt es erst später, sogar erst nachdem ihn die Funksignale erreicht haben. (Die ganze Sache mit dem Stab hättet ihr euch also sparen können.)
Eine Folge der Relativitätstheorie ist also, dass es keine Körper geben kann, die vollkommen starr sind. Alles muss bis zu einem gewissen Grad elastisch, verformbar und biegsam sein, denn sonst wäre eine Informationsübertragung schneller als das Licht in der Tat möglich.
Doch wir kennen aus dem Alltag zahlreiche Objekte, die absolut starr und fest erscheinen. Setzt man diese einer Kraft aus, müssten sie sich ja eigentlich verformen, egal wie schwach die Kraft ist, oder? Nehmen wir an, du hast von der Unmöglichkeit der überlichtschnellen Übertragung erfahren und rufst deinen Freund am Mond an, um ihm diese schlechte Nachricht zu überbringen. Nach einigen Erklärungen über die Interferometrieexperimente von Albert Abraham Michelson und Edward Morley, welche die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in allen Bezugssystemen nahelegten, und zahlreichen Ausschweifungen über die Form der Lorentztransformationen legst du enttäuscht den Hörer auf das Telefon. Dabei wird dir bewusst, dass sich der ganze Telefonapparat aufgrund des Gewichts des Hörers ja eigentlich verformen müsste. Kann man diese winzigen Verformungen irgendwie sichtbar machen?
Die Antwort ist: Ja, kann man. Und der heutige Artikel soll eine Methode vorstellen, die dies ermöglicht.
Würde uns die Physiologie und die Physik nicht einen Strich durch die Rechnung machen, könnten wir die kleinen Verformungen aufgrund des Hörergewichts direkt sehen. Bei derart kleinen Krafteinwirkungen sind die Verformungen womöglich kleiner als die Wellenlänge des Lichts, das vom Telefonapparat reflektiert wird und unser Auge erreicht. Daher reicht die Auflösung einfach nicht aus, um kleine Strukturen und Verformungen zu erkennen.
Wir werden daher tief in die physikalische Trickkiste greifen und uns der Methode der holographischen Interferometrie bedienen.
Wenn es um Hologramme geht, denken viele vielleicht an die Szene aus Star Wars, in welcher der Droide R2-D2 den Hilferuf der Prinzessin Leia in Form eines Hologramms überbringt. (Zumindest ich denke an Star Wars, da ich es mir vor kurzem wieder angesehen habe.)
Vielleicht denken manche aber auch an die etwas realistischere Form von Hologrammen, wie sie z. B. in diesem Video recht eindrucksvoll gezeigt wird.
Um das Kernthema des Artikels (die holographische Interferometrie) zu verstehen, werde ich nun ein bisschen etwas über Hologramme schreiben.
Als "Erfinder" der Holographie gilt der Ingenieur Dennis Gábor, der für das Konzept der Holographie im Jahr 1971 den Nobelpreis für Physik erhielt. Die Motivation hinter seiner "Erfindung und Entwicklung der holographischen Methode" bestand allerdings nicht in der dreidimensionalen Abbildung von Objekten, sondern vielmehr in der Verbesserung des Auflösungsvermögens von Mikroskopen. Die technische Umsetzung der Holographie war allerdings bis zur Erfindung des Lasers nur sehr begrenzt möglich.
Doch halt - hier haben wir einen Widerspruch zu Einsteins Relativitätstheorie, laut welcher sich nichts (nicht einmal irgendeine Art von Information) schneller als das Licht fortpflanzen kann! Irgendetwas stimmt hier nicht! (Und wie ihr bereits vermutet habt, ist es nicht die Relativitätstheorie!)
Vielmehr liegt der Gedankenfehler bei der Signalübertragung über den Stab: Die "Information der Bewegung" kann sich auch im Stab nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Sobald du das erdnahe Ende des Stabes bewegst, wandert eine Welle (mit Unterlichtgeschwindigkeit!) entlang des Stabes. Solange diese Welle nicht bei deinem Freund ankommt, weiß dieser gar nicht, dass du den Stab bereits bewegt hast. Er erfährt es erst später, sogar erst nachdem ihn die Funksignale erreicht haben. (Die ganze Sache mit dem Stab hättet ihr euch also sparen können.)
Eine Folge der Relativitätstheorie ist also, dass es keine Körper geben kann, die vollkommen starr sind. Alles muss bis zu einem gewissen Grad elastisch, verformbar und biegsam sein, denn sonst wäre eine Informationsübertragung schneller als das Licht in der Tat möglich.
Doch wir kennen aus dem Alltag zahlreiche Objekte, die absolut starr und fest erscheinen. Setzt man diese einer Kraft aus, müssten sie sich ja eigentlich verformen, egal wie schwach die Kraft ist, oder? Nehmen wir an, du hast von der Unmöglichkeit der überlichtschnellen Übertragung erfahren und rufst deinen Freund am Mond an, um ihm diese schlechte Nachricht zu überbringen. Nach einigen Erklärungen über die Interferometrieexperimente von Albert Abraham Michelson und Edward Morley, welche die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in allen Bezugssystemen nahelegten, und zahlreichen Ausschweifungen über die Form der Lorentztransformationen legst du enttäuscht den Hörer auf das Telefon. Dabei wird dir bewusst, dass sich der ganze Telefonapparat aufgrund des Gewichts des Hörers ja eigentlich verformen müsste. Kann man diese winzigen Verformungen irgendwie sichtbar machen?
Die Antwort ist: Ja, kann man. Und der heutige Artikel soll eine Methode vorstellen, die dies ermöglicht.
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| Ein "Fernsprechtischapparat" aus den 1970ern, oder wie ich gerne sage: "Telefon". |
Wir werden daher tief in die physikalische Trickkiste greifen und uns der Methode der holographischen Interferometrie bedienen.
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| Prinzessin Leia als Hologramm (Szene aus Star Wars, Episode IV - Eine neue Hoffnung) |
Wenn es um Hologramme geht, denken viele vielleicht an die Szene aus Star Wars, in welcher der Droide R2-D2 den Hilferuf der Prinzessin Leia in Form eines Hologramms überbringt. (Zumindest ich denke an Star Wars, da ich es mir vor kurzem wieder angesehen habe.)
Vielleicht denken manche aber auch an die etwas realistischere Form von Hologrammen, wie sie z. B. in diesem Video recht eindrucksvoll gezeigt wird.
Um das Kernthema des Artikels (die holographische Interferometrie) zu verstehen, werde ich nun ein bisschen etwas über Hologramme schreiben.
Als "Erfinder" der Holographie gilt der Ingenieur Dennis Gábor, der für das Konzept der Holographie im Jahr 1971 den Nobelpreis für Physik erhielt. Die Motivation hinter seiner "Erfindung und Entwicklung der holographischen Methode" bestand allerdings nicht in der dreidimensionalen Abbildung von Objekten, sondern vielmehr in der Verbesserung des Auflösungsvermögens von Mikroskopen. Die technische Umsetzung der Holographie war allerdings bis zur Erfindung des Lasers nur sehr begrenzt möglich.
Samstag, 31. August 2013
Entwicklung der Quantenphysik IX: Der verblüffende Versuch (1/2)
Wir haben bisher besprochen, dass Licht aus einer Vielzahl von winzigen, unteilbaren Energiepaketen besteht, den sog. Lichtquanten oder Photonen. Diese Vorstellung war neu, denn Licht wurde zuvor großteils als Welle angesehen. Mindestens genauso spektakulär dürfte dann die Entdeckung gewesen sein, dass das, was man zuvor als "ganz normale" Teilchen angesehen hat, in der Tat Welleneigenschaften besitzt. So kann man Elektronen, die klassisch gesehen als Teilchen gelten, plötzlich durch Materiewellen beschreiben. Die Wellenlänge eines Elektrons heißt in diesem Fall de Broglie-Wellenlänge.
Etwas später lernte man, die Materiewelle eines "Teilchens" als Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktion zu interpretieren. Das heißt, man kann nur mehr die Wahrscheinlichkeit kennen, mit der man ein "Teilchen" zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort findet. Zusätzlich folgt aus den bisherigen Annahmen, dass man z. B. Ort und Impuls eines "Teilchens" gleichzeitig nicht mit beliebiger Genauigkeit bestimmen kann. Die Tatsache, dass es für diese simultane Bestimmung eine fundamentale untere Grenze gibt, wird in der Heisenberg'schen Unbestimmtheitsrelation deutlich. Mit dieser Unbestimmtheitsrelation kann man auch die Stabilität der Atome erklären, wie ich im letzten Artikel zum Bohr'schen Atommodell bereits andeutete. Es gibt einen tiefsten Energiezustand für ein Elektron, das sich um den Atomkern bewegt - das Elektron kann also nicht in den Atomkern stürzen, wie man es aufgrund der Coulomb-Anziehung erwarten könnte.
Etwas später lernte man, die Materiewelle eines "Teilchens" als Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktion zu interpretieren. Das heißt, man kann nur mehr die Wahrscheinlichkeit kennen, mit der man ein "Teilchen" zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort findet. Zusätzlich folgt aus den bisherigen Annahmen, dass man z. B. Ort und Impuls eines "Teilchens" gleichzeitig nicht mit beliebiger Genauigkeit bestimmen kann. Die Tatsache, dass es für diese simultane Bestimmung eine fundamentale untere Grenze gibt, wird in der Heisenberg'schen Unbestimmtheitsrelation deutlich. Mit dieser Unbestimmtheitsrelation kann man auch die Stabilität der Atome erklären, wie ich im letzten Artikel zum Bohr'schen Atommodell bereits andeutete. Es gibt einen tiefsten Energiezustand für ein Elektron, das sich um den Atomkern bewegt - das Elektron kann also nicht in den Atomkern stürzen, wie man es aufgrund der Coulomb-Anziehung erwarten könnte.
Heute beschreibe ich ein berühmtes Experiment, das einen Großteil aller kuriosen Phänomene der Quantenphysik vereint: Das Doppelspaltexperiment.
Man kann wohl unzählige Bücher über dieses Experiment schreiben, doch ich werde versuchen, mich kurz zu halten und mich darauf zu beschränken, möglichst einfach zu erklären, was passiert, wenn man große Teilchen, kleine Teilchen und Lichtteilchen durch einen Doppelspalt schickt.
Der Doppelspaltversuch ist bei genauerer Betrachtung völlig kurios!
Freitag, 16. August 2013
Zu Recht: Links - August 2013 (1/2)
Die Einträge, die mit einem "≤" eingeleitet werden, sind besonders empfehlenswert! Allen, denen die folgende Liste etwas zu lang ist, möchte ich bei ihrer Wahl damit ein bisschen unter die Arme greifen. ;-)
Samstag, 29. Juni 2013
Entwicklung der Quantenphysik VI: Grenzen der Bestimmbarkeit
Mittlerweile ist einige Zeit vergangen, seit ich den letzten Artikel zur Entwicklung der Quantenphysik geschrieben habe. Doch hier und jetzt geht's weiter! ;-)
Nachdem Planck seine Quantenhypothese aufgestellt hatte, mit der die Strahlung eines idealen schwarzen Körpers beschrieben werden kann, Einstein den photoelektrischen Effekt mit Hilfe eines Modells erklärt hatte, dessen Grundlage die gequantelte Struktur von Licht ist, de Broglie herausgefunden hatte, dass traditionelle "Teilchen" mit Welleneigenschaften versehen werden können und Born letztendlich die Materiewelle, die "Teilchen" (wie etwa Elektronen) mathematisch beschreibt, als eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion interpretiert hatte, die die Wahrscheinlichkeit bestimmt, das Teilchen zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort vorzufinden, werden wir uns heute mit einer Konsequenz dieser Wellenbeschreibung von Materie beschäftigen, deren "Name" vergleichsweise große Berühmtheit erlangte: die Heisenberg'sche Unbestimmtheitsrelation.
Nachdem Planck seine Quantenhypothese aufgestellt hatte, mit der die Strahlung eines idealen schwarzen Körpers beschrieben werden kann, Einstein den photoelektrischen Effekt mit Hilfe eines Modells erklärt hatte, dessen Grundlage die gequantelte Struktur von Licht ist, de Broglie herausgefunden hatte, dass traditionelle "Teilchen" mit Welleneigenschaften versehen werden können und Born letztendlich die Materiewelle, die "Teilchen" (wie etwa Elektronen) mathematisch beschreibt, als eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion interpretiert hatte, die die Wahrscheinlichkeit bestimmt, das Teilchen zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort vorzufinden, werden wir uns heute mit einer Konsequenz dieser Wellenbeschreibung von Materie beschäftigen, deren "Name" vergleichsweise große Berühmtheit erlangte: die Heisenberg'sche Unbestimmtheitsrelation.
Montag, 8. April 2013
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.
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.
Freitag, 5. April 2013
Leben auf Exoplaneten entdecken - mit Spektroskopie
Gerade habe ich in Florian Freistetters Blog Astrodicticum Simplex das Video eines TED-Talks gefunden, in dem es um Spektroskopie geht - speziell darum, dass man außerirdisches Leben mit Hilfe dieser Technik der Spektralanalyse finden wird (falls man überhaupt jemals welches finden wird).
Freitag, 15. März 2013
Lupeneffekt durch Lichtabsorption - Fresnelsche Zonenplatten
Anmerkung: Dieser Artikel wurde von meinem alten Blog übernommen.
In einem meiner vorherigen Artikel habe ich erklärt, was es mit den Fresnel-Zonen auf sich hat. Kurz zusammengefasst: Um eine Lichtquelle kann man sich eine Kugeloberfläche (mit der Lichtquelle im Mittelpunkt) vorstellen, auf der man gedachte Kreise zeichnet. Alle Punkte auf einem Kreis haben den gleichen Abstand zum Beobachtungsort. Die Punkte auf dem nächsten Kreis haben wieder alle den gleichen Abstand, nur diesmal einen, der um die halbe Wellenlänge des Lichts aus der Quelle größer ist. Der nächste Kreis ist wieder eine halbe Wellenlänge weiter weg vom Beobachtungsort als der vorherige, usw.
Diese Überlegungen führen zu interessanten und verblüffenden Resultaten, wenn man Schirme und Blenden bestimmter Größe zwischen Quelle und Beobachter stellt.
Im heutigen Artikel spreche ich kurz eine mögliche Anwendung dieser Fresnel-Zonen an - die Fresnelschen Zonenplatten.
Donnerstag, 28. Februar 2013
Zu Recht: Links - Februar 2013 (2/2)
Anmerkung: Dieser Artikel wurde von meinem alten Blog übernommen.
Die einzige Gliederung besteht in der Trennung zwischen Videos (Zum Schauen) und allem anderen (Zum Lesen). Was ich dieses Mal zusätzlich gemacht habe, ist, dass ich diejenigen Sachen, die mir besonders gefallen haben, durch eine fette Formatierung hervorgehoben habe.
Donnerstag, 21. Februar 2013
Ein Loch als Intensitätsverstärker von Licht - die Fresnel-Beugung
Anmerkung: Dieser Artikel wurde aus meinem alten Blog übernommen.
Angenommen, ich stehe ein Stück entfernt von einer Lichtquelle, z.B. einer kleinen Glühbirne, und schaue direkt hinein (für diejenigen, denen es jetzt schon zu hell wird: von mir aus mit Sonnenbrille). Das Licht verteilt sich in alle Richtungen gleichermaßen, ein Teil davon trifft in mein Auge. So weit, so gut.
Ich platziere nun verschiedene Gegenstände zwischen Auge und Glühbirne und beobachte dabei, dass weniger Licht bei mir ankommt. Das erscheint natürlich erstmal völlig logisch - und ist es auch.
In diesem Artikel möchte ich allerdings erklären, was man zwischen Lichtquelle und Auge halten muss, damit beispielsweise mehr Licht ankommt als ohne Hindernis dazwischen. Und eines kann ich euch gleich sagen: Es wird sich dabei nicht um eine gewöhnliche Lupe handeln!
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