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Lichtkreuze - Lichtzeichen

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Reflexbild und Versuchsanordnung: Einfachglasscheibe mit Saugnapf zur Kraftübertragung
ReflexbildVersuchsanordnung
 

 

Lichtkreuze - Lichtzeichen

 

Einfache Optik eines verwirrenden Phänomens

 

Sonnenlicht, das von Fensterscheiben auf gegenüberliegenden Wänden reflektiert wird kann Lichtflecken erzeugen, die unerwartete Formen annehmen können. Häufig beobachtet man hierbei regelmäßige Muster. Da diese Muster nur zu bestimmten Zeiten gesehen werden, diese ihre oft abenteuerliche Form auch ändern können, werden hierzu oft nichtnaturwissenschaftliche Erklärungen vorgeschlagen.

 

Von Seiten der Optik ist hier jedoch keinerlei Geheimnis zu finden. Die Erklärungen sind denkbar einfach:

 

      - Licht das von der Sonne auf die Fensterscheibe fällt wird hier reflektiert. Für eine perfekt ebene Glasscheibe ergibt sich dann nur ein gleichmäßiger Reflex, der verwaschen die Form des Fensters wiedergibt.

       

      - Besitzt die Fensteroberfläche jedoch eine Krümmung, so kann Licht durch diese Krümmung fokussiert oder defokussiert werden. Da die Krümmung im allgemeinen nicht über die gesamte Glasoberfläche einheitlich sein wird, beobachtet man keine reine Fokussierung oder Defokussierung des gesamten Lichtbündels, sondern eine Verzerrung, die von der speziellen Form der Glasoberfläche und vom Abstand der beleuchteten Wand von der Glasscheibe abhängt. Die Abweichung der Glasscheibe von der ideal ebenen Form kann dabei sehr klein sein. Bereits eine Abweichung um 1 mm einer 1 Meter großen Scheibe führt zu Brennweiten im Bereich von 50 Metern. Dies ergibt bei Hausabständen im Bereich einiger 20 Meter gut beobachtbare Verzerrungen der Reflexbilder.

 

Verzerrung einer Glasscheibe

 

       

In den Reflexbildern und im Film (siehe unten) wird eine Glasscheibe durch einen Saugnapf mit sehr wenig Kraftaufwand verbogen. Die dabei an der gegenüberliegenden Hauswand zu beobachtenden Bilder zeigen eine ganze Reihe von typischen Reflexfiguren, die ihre Fantasie beflügeln können.

 

Wie kommt es nun ohne Experimentator, der die Glasscheibe verbiegt, zu den beobachteten Figuren und zu den Veränderungen der Reflexbilder?

 

     - Hier gibt es zunächst den trivialen Effekt, dass die Fensterscheiben bei der Herstellung oder beim Einbau verzerrt wurden und deshalb ein festes Verzerrungsbild ergeben. Zeitlich veränderliche Reflexionen können vor allem an Doppelglas-(Isolierglas-) Scheiben auftreten. Bei diesen Fenstern gibt es zwischen den Scheiben ein abgeschlossenes Gasvolumen (häufig ist es Argon). Erwärmt sich dieses Gas oder kühlt sich dieses Gas ab, oder verändert sich der äußere Luftdruck, so wird auf die Glasscheiben eine Kraft ausgeübt, die die Scheiben verbiegen kann. Verbiegungen können auch bei Wind oder bei Räumen mit Klimatisierung auftreten. Da die Verbiegung der beiden Scheiben des Doppelglasfensters durch den Innendruck gleichermaßen (nach innen oder nach außen) erfolgt, wird man an einer Scheibe eine defokussierende Wirkung, an der anderen eine fokussierende Wirkung erzielen. Die Reflexbilder werden dann eine Kombination beider Wirkungen darstellen, z.B. ein diagonales Kreuz von der Fokussierung und ein rundes Element von der defokussierenden Scheibe.

Bei Doppelglasfenstern kann es z. B. durch Erwärmung, Abkühlung oder Änderung des äußeren Luftdrucks zu einer Veränderung der Krümmung der Glasflächen kommen.
Doppelglasfenster

 

Die Krümmung der Glasflächen kann fokussierend oder defokussierend wirken.
Fokussierung am Fenster
Defokussierung am Fenster

 

 

 

Zur Jahreszeit:

      - Häufig werden diese Reflexbilder im Winter gesehen, wenn die Sonne auch Mittags recht tief am Horizont steht, und deshalb die Reflexe gut an Wänden gesehen werden können. Im Sommer, bei hoch stehender Sonne, liegen die Reflexbilder in der Nähe der Fassade auf dem Boden und werden dort übersehen.

 

Hoher Sonnenstand im Sommer verhindert, dass das Reflexbild an der gegenüber liegenden Wand zu sehen ist.
Sonnenstand-Sommer_Winter

 

 

 

Einige Reflex-Bilder von einer verzerrten Einfachglasscheibe:




 

Film der Reflexbilder - oder Strahlenkreuze, Lichtkreuze und Lichtsaurier

 

 

Eine stärker komprimierte 1MB MPEG4 Version des Filmes.

 

Wolfgang Zinth und Karl-Heinz Mantel

 

 

 

 

 

 


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Letzte Änderung: 2016-09-01 03:30