Plasma ist etwas Wunderschönes und entsteht, indem man einem Gas so viel Energie zuführt, dass eine kritische Anzahl von Elektronen die Atomhüllen verlässt. Das Ergebnis sind positiv geladene Ionen umgeben von freien Elektronen. Das Leuchten entsteht, wenn die freien Elektronen wieder von den Ionen eingefangen werden und dabei die zuvor aufgenommene Energie in Form von Licht abgeben. Je nachdem um welches Gas es sich handelt, variiert die Farbe. Es gibt verschiedene Wege Gas soviel Energie zuzuführen, dass es ionisiert. Aus praktischen Gründen verwendet man üblicherweise eine hochfrequentes Wechselspannung wie auch in dem hier gezeigten Video. Zu sehen ist eine so genannte Jakobsleiter in Herzform – passend zum Valentinstag-, mit deren Hilfe Lichtbögen erzeugt werden. Die erwärmte Luft steigt nach oben bis die Lichtbögen schließlich abreißen. Dieser Versuch ist NICHT als Heimversuch geeignet – wirklich!
Mal was anderes als immer nur Rosen – eine kleine Plasma-Herz-Demonstration mit Hochfrequenz
14. Februar 2012
Die perfekte optische Illusion zum Valentinstag: Eine Karte mit klopfendem Herzen
06. Februar 2012Kennen Sie den Moiré-Effekt? Er entsteht, wenn sehr feine Raster übereinander liegen und diese sich entweder gegeneinander verschieben oder eine leicht unterschiedliche Teilung aufweisen. Für den Betrachter werden neue Muster sichtbar, die in keinem der ursprünglichen Raster vorhanden sind. Diese Muster verändern sich, betrachtet man die Raster aus unterschiedlichen Blickwinkeln.
So war der französische Begriff Moiré ursprünglich die Bezeichnung für spezielle Stoffe, bei denen zwei Lagen von Gewebe aufeinander gepresst werden und dadurch ein feines Wellenmuster aufweisen. Erleben kann man das Phänomen auch bei unseren Moiré-Karten. Wenn Sie beispielsweise die Herz-Karte öffnen oder schließen, klopft das Herz wie auf dem folgenden Bild.
Die Technologie hinter diesem Effekt heißt “Scanimation” und wurde von dem amerikanischen Filmemacher, Künstler und Erfinder Rufus Butler Seder entwickelt. Um den Effekt zu erzeugen, kommen Linienraster und ein wenig Chemie zum Einsatz. So entsteht eine optische Illusion, bei der wir eine Bewegung wahrnehmen, wo gar keine ist.
Teufelstränen – Physikalische Kuriosität aus Glas
29. Januar 2012Teufelstränen haben die Form einer Kaulquappe oder eines langezogenen Tropfens, auf dessen runden Teil man mit einem Hammer schlagen kann, ohne ihm damit etwas anzuhaben, der aber zu Glasstaub zerfällt, wenn man nur ein winziges Stück seines Schwanzes abbricht. Zerfallen ist dabei harmlos ausgedrückt. Tatsächlich implodiert das Glas, wobei die Glassplitter durch die entstehenden Druckwellen meterweit fliegen können.
Teufelstränen entstehen, wenn man Glas erhitzt bis es flüssig wird und in einzelnen Tropfen in ein Gefäß mit Wasser fallen lässt. Das Glas erstarrt an der Oberfläche, während das Innere zunächst flüssig bleibt. Langsam kühlt das Innere dann ebenfalls aus. Dabei geschieht das Folgende: Während das Glas außen schon fest ist – zieht es sich im Inneren beim Abkühlen zusammen. Dadurch entstehen in den Teufelstränen große mechanische Spannungen, die sich entladen, wenn die Oberfläche der Glastränen auch nur den kleinsten Kratzer bekommt oder man eben ihren Schwanz abbricht. Schlägt man jedoch mit einem Hammer auf die Teufelstränen, so erweisen sie sich als erstaunlich haltbar. Das liegt daran, dass Glas stabiler ist gegen Druckspannung als gegen Zugspannung.
Teufelstränen sind auch bekannt unter dem Namen Bologneser Tränen oder Prince Rupert’s Drops. Ganz ähnlich wie Glastränen verhalten sich übrigens Bologneser Flaschen. Dabei handelt es sich um dickwandige, kugelförmige Flaschen, mit denen man einen Nagel in die Wand schlagen kann, die aber zerspringen, wenn man in diese zum Beispiel einen Nagel fallen lässt.
Ein Beitrag vom Museum of Glas.
Zweidimensionale differenzierbare Mannigfaltigkeit aus Übersee: Neue Kleinsche Flaschen eingetroffen
24. Januar 2012Der Bergriff Kleinsche Flasche (s. Video) steht für ein geometrisches Objekt, das Mathematiker liebevoll als nicht-orientierbare zweidimensionale differenzierbare Mannigfaltigkeit bezeichnen. Zu Deutsch bedeutet dies, dass es im Falle einer Kleinschen Flasche das Innere zugleich das Äußere ist oder anders gesagt: Man kann vom vermeintlich Inneren auf die Außenseite wechseln, ohne dabei über eine Kante zu gehen wie etwa bei einem Trinkbecher. Deshalb ist es nicht möglich, Inneres und Äußeres zu unterscheiden. Und dieses Phänomen ist nicht nur für Topologen interessant, sondern an sich ein faszinierendes Phänomen.
Aus diesem Grund haben auch wir wieder eine Ladung dieser zweidimensionalen differenzierbaren Mannigfaltigkeit in den USA geordert und nun auch erhalten als mittlere und große Flasche, als kleine Flasche, als Becher und als Weinkaraffe.
Benannt ist die Kleinsche Flasche übrigens nach dem deutschen Mathematiker Felix Klein, der diese topologische Form 1882 erstmals untersuchte. Eine vergleichbare Form ist das Möbiusband, das man erhält, wenn man einen Papierstreifen einmal verdreht und dann zusammklebt. Auch hier ist es dann möglich von Innen nach Außen zu wechseln ohne über eine Kante zu gehen. Das Möbiusband ist nach dem Astronom und Mathematiker August Ferdinand Möbius (1790 bis 1868) benannt, der es im Jahr 1858 erstmals beschrieb.
Gömböc: Kunstobjekt, Rekordhalter und mathematisches Unikum
10. Januar 2012Erdacht 1995, erschaffen im Jahr 2006. Seine Eltern: Mathematiker, Ingenieur, Architekt. Ungarischer Abstammung. Etwas breit in der Hüfte und spitz zulaufend oben. Trägt den wenig schmeichelhaften Namen Gömböc, was auf Ungarisch soviel bedeutet wie Dickerchen. Dennoch ist Gömböc weltbekannt und Kunstobjekt, Rekordhalter sowie mathematisches Unikum in einem. Zudem besitzt er die äußerst vorteilhafte Eigenschaft, dass ihn so schnell nichts umhaut.
Der Grund: Dieser Körper kann sich wie ein Stehaufmännchen ganz allein aufzurichten. Im Gegensatz zum Stehaufmännchen jedoch, bei dem der Schwerpunkt künstlich verschoben ist, besitzt der Gömböc eine gleichmäßige Dichte. Allein die Form des Gömböc sorgt dafür, dass für ihn nur eine einzige stabile und eine einzige labile Gleichgewichtslage existiert. Im Fachjarogon nennt sich dies mono-monostatisch. Mathematiker hielten die Existenz eines sich selbst aufrichtenden Körpers mit homogener Massenverteilung lange Zeit sogar für unmöglich. Hinzu kommt: Die Geometrie des Gömböc erfordert eine enorme Präzision in der Herstellung. Ein funktionierender Gömböc mit 10 cm Durchmesser weist eine Oberflächentoleranz von weit unter 0,1 mm auf. Diese stellt eine hohe Herausforderung selbst an modernste Präzisionstechnik dar. Den Gömböc gibt es jetzt auch in unserem Shop.
Die Entdeckung des Gömböc ist ebenso ungewöhnlich wie der Körper selbst. Als Form mathematisch vorausgesagt wurde sie durch zähes Ausprobieren nach über 10 Jahre tatsächlich gefunden, und zwar mittels Feldversuchen an Schildkröten. Manche Schildkrötenarten drehen sich von alleine wieder auf die Füße, wenn sie durch ein Missgeschick einmal auf dem Rücken gelandet sind. Diese Form nachzubauen ist den ungarischen Wissenschaftlern Gábor Domokos and Péter Várkonyi 2006 schließlich gelungen.
Kein Wunder also, dass der Gömböc einen Eintrag im Guinness Buch der Rekorde hält und Gegenstand zahlreicher Artikel in der Fach- und Publikumspresse war und ist. Einer davon erschien 9. Dezember 2007 in der New York Times und beschäftigte sich mit den 70 interessantesten Ideen des Jahres 2007. Eine dieser Ideen war der Gömböc.
Das Video wurde in einem Museum in Budapest gemacht. Im wahren Leben bewegt der Gömböc sich übrigens nicht so lang wie die Gömböcs in dem Video.
Gummibärchen-Hölle
30. Dezember 2011So kann es auch für ein harmloses Gummibärchen böse enden, wenn es einen schlechten Umgang pflegt – hier mit geschmolzenem Kaliumchlorat. Bei der Reaktion entsteht Chlorsäure und Sauerstoff und dann geht es so richtig rund. Eine sehr ausführliche Versuchsbeschreibung ist hier zu finden (Download als PDF).
Unnötig zu erwähnen, dass man diesen Versuch keinesfalls zuhause machen sollte.
Fröhliche Weihnachten mit dem Hubble Space Teleskop
24. Dezember 2011Damit’s nicht langweilig wird am Weihnachtsfest – Noch mehr physikalische Partytricks
20. Dezember 2011Der Kaye-Effekt oder wie man Shampoo zum Springen bringt
10. Dezember 2011Ein kleines physikalisches Experiment für das morgendliche Duschen gefällig? Wie wäre es mit dem Kaye-Effekt? Trifft der Strahl einer zähen Flüssigkeit wie etwa Shampoo auf eine Lache der selben Flüssigkeit, dringt er unter bestimmten Umständen nicht in diese ein, sondern prallt wieder ab. Der Kaye-Effekt ist nach dem britischen Ingenieur Alan Kaye benannt, der den Effekt 1963 erstmals beschrieb. Erklärt werden kann dieses Phänomen bis heute nicht. Man vermutet, dass das Verhalten des Shampoos damit zu tun hat, dass sich seine Viskosität ändert, wenn es fließt. Das Video haben Wissenschaftler der Universität von Twente gemacht. Falls jemand den Kaye-Effekt schon einmal selbst erzeugt hat: Erfahrungsposts sind willkommen!
