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Ach so!

Ach so!

Titel: Ach so! Kostenlos Bücher Online Lesen
Autoren: Ranga Yogeshwar
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vorbeiziehenden Lichtteilchen abgesehen haben. Sie sind dabei empfänglich für ganz
     bestimmte Frequenzen des Lichts.
    Wenn die passenden Photonen auf geeignete freie Elektronen
     treffen, übertragen sie ihre Energie auf die Elektronen und sterben: Das Licht wird
     absorbiert und als Wärme gespeichert. Finden sich hingegen keine passenden
     Elektronen, dann passieren die Photonen das Material ungehindert: Der Stoff ist dann
     durchsichtig. Aufgrund der sehr geordneten Atomstruktur in einem Metallgibt es viele freie Elektronen. Sie sind auch zuständig für das
     Leiten des elektrischen Stroms. In diesem Fall treffen die Lichtteilchen immer auf
     das passende Elektron, und somit sind Metalle nicht durchsichtig.
    Glas hingegen ist ein Isolator und leitet den elektrischen
     Strom nicht, denn es besitzt aufgrund seiner amorphen Struktur kaum freie
     Elektronen. Es existieren also bei weitem nicht so viele Lichträuber, und die
     auftreffenden Photonen werden daher kaum »eingefangen«. Das sichtbare Licht kann
     Glas problemlos passieren. Nur die kurzwellige UV-Strahlung hat ein Problem mit dem
     Glas, denn diese hochfrequenten Lichtteilchen werden von den Elektronen der äußeren
     Atomschalen absorbiert. Glas lässt also sichtbares Licht durch, schluckt jedoch die
     UV-Strahlung. Das ist der Grund, warum wir hinter einer Glasscheibe nicht so schnell
     braun werden.
    Durch verschiedene Zusätze kann man die Durchlässigkeit
     und somit die Farbe des Glases beeinflussen: Ein weltbekanntes Beispiel sind die
     blauen Kirchenfenster der Kathedrale von Chartres. Die damaligen Glasmacher nutzten,
     wie man heute weiß, Beimengungen von Kobalt bei der Glasschmelze, doch sie hüteten
     ihr Geheimnis bis ins Grab.
    Noch heute werden laufend neue Gläser geschaffen. Moderne
     Lichtleiter aus Glas sind so raffiniert hergestellt, dass sie eine sensationelle
     Durchlässigkeit besitzen: Eine zehn Kilometer dicke Glasscheibe würde immer noch die
     Hälfte aller Lichtteilchen passieren lassen!
    Ist es nicht aufregend, wie viel Physik in einer einfachen
     Fensterscheibe steckt?

[Menü]
    Warum knallt eine Peitsche?
    48 Manche Fragen klingen geradezu trivial, doch bei der
     Suche nach der Antwort macht man eine erstaunliche Entdeckung. Zu dieser Art von
     Fragen gehört: »Warum knallt eine Peitsche?«
    Bevor es Autos gab, waren die Straßen voller Kutschen, und
     das Knallen der Peitschen gehörte zum Alltag. Die Kutscher entwickelten mit der Zeit
     ihre eigenen Knallfolgen, so dass regelrechte Erkennungsmuster entstanden. Heute
     kann man die Kunst noch bei den sogenannten »Goaßlschnalzern«, den
     Geißel-Schnalzern, bewundern.
    Genau wie früher besteht die Peitsche oder Goaßl aus einem
     Stock und einem langen, möglichst fexiblen Lederseil, welches sich oft zum Ende hin
     verjüngt.
    Der Knall entsteht nicht dadurch, dass das Peitschenende
     auf den Boden trifft oder – noch schlimmer – das Pferd berührt. Das Endstück bleibt
     die gesamte Zeit in der Luft.
    Zwei Mathematiker der University of Arizona
     haben die Physik der Peitsche genau untersucht: 20 Beim Schwingen der Peitsche entsteht, wenn man es richtig kann, am
     Stockende eine U-förmige Schlaufe in der Schnur. Diese Schlaufe bewegt sich dann
     Richtung Peitschenende. Ein kleines Schnurstück bewegt sich also quer zur
     Schnurrichtung hin und her.
    Da die Peitschenschnur jedoch immer dünner wird, wird bei
     diesem Hin und Her immer weniger Masse bewegt. Dem Gesetz von Energie- und
     Impulserhaltung entsprechend wirddie Abnahme der bewegten Masse
     durch eine Zunahme der Geschwindigkeit kompensiert. Je kleiner der Querschnitt der
     Schnur wird, desto schneller bewegt sich die Schlaufe. Die gesamte Energie des
     Schlags konzentriert sich also irgendwann auf das kleine, dünne Endstück.
    In der Zeitlupe sieht man, wie das U in der Schnur immer
     schneller wird, selbst bei extremer Verlangsamung der Bilder rast die Schleife am
     Ende derart schnell, dass man ihr mit dem bloßen Auge nicht mehr folgen kann.
    Wissenschaftler haben daher mit einer
     ausgefeilten Fotografier- und Belichtungstechnik, wie sie bei der Analyse von
     Geschossen verwendet wird, einen Peitschenschlag genau beobachtet: Durch
     Einzelbilder konnten sie die Endgeschwindigkeit des Seils ermitteln: Zwischen den
     Aufnahmen 21 lagen gerade einmal 111
     Millionstelsekunden! Man mag es kaum glauben, doch das Ende bewegt sich mit
     doppelter Schallgeschwindigkeit! Beim Peitschenknallen hören wir

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