Wie das Salz ins Meerwasser kommt und warum es keine Eisblumen mehr gibt E-Book

Hannelore Dittmar-Ilgen

• Herausgeber: S. Hirzel Verlag
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2013

Beschreibung

Meeresrauschen, Sonnenschein und Herbstnebel kennen wir gut - aber wissen wir, wie all das entsteht? Hannelore Dittmar-Ilgen öffnet uns mit ihren Reisen durch Natur und Technik die Augen für die Geheimnisse alltäglicher Dinge; Batterien, Energiesparlampen oder Kerzenflammen werden so zu etwas ganz Besonderem. Sie beeinflussen unser Leben in vielerlei Weise und haben oft ihre eigene faszinierende Geschichte.

Leseprobe

Hannelore Dittmar-Ilgen

Wie das Salz ins Meerwasser kommtund warum es keine Eisblumen mehr gibt

Noch mehr Physik für Neugierige

2., überarbeitete Auflage

S. Hirzel Verlag Stuttgart

Dr. Hannelore Dittmar-Ilgen im Internet:http://www.physikhexe.de

Ein Markenzeichen kann warenrechtlich geschützt sein, auch wenn ein Hinweis auf etwa bestehende Schutzrechte fehlt.

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie;detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

ISBN 978-3-7776-2316-0

Jede Verwertung des Werkes außerhalb der Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Übersetzungen, Nachdruck, Mikroverfilmung oder vergleichbare Verfahren sowie für die Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen.

2., überarbeitete Auflage 2013

1. Auflage 2005

© 2013 S. Hirzel Verlag

Birkenwaldstraße 44, 70191 Stuttgart

Cover: deblik, Berlin

eBook-Produktion: le-tex publishing services GmbH, Leipzig

www.hirzel.de

Eine physikalische Reise

Physik berührt unser aller Leben – und genau das bringt der griechische Begriff „physis“ zum Ausdruck. Er bedeutet Welt, Natur oder Ursprung. Wie jede Wissenschaft muss die Physik für Menschen da sein, daher habe ich versucht, sie spannend, amüsant und federleicht darzustellen.

Von den Weiten des Kosmos über die uns alltäglich umgebenden Dinge bis in die Welt der Elementarteilchen reicht das Buch und geht oft weit über unser sinnliches Fassungsvermögen hinaus. Es beschreibt 12 Etappen einer physikalischen Reise, die niemals geradlinig verläuft, sondern oft mehr einem Kurs mit kleineren und größeren Schleifen gleicht und dabei die unterschiedlichsten Gebiete der Physik besucht. Hierzu habe ich Historisches, Amüsantes, Experimente, die Sie selbst ohne großen Aufwand ausprobieren können, und aktuelle Forschung zusammengetragen. Die Reiseroute folgt meinen persönlichen Vorlieben und ich hoffe sehr, dass sie den Leser genauso begeistert wie mich. Wenn man einem interessanten Thema folgt, weiß man vorher oft nicht, wohin es letztlich führen wird. Physik kann voller Leben und Phantasie sein. Lassen Sie sich also überraschen, denn in letzter Zeit war ich wieder viel unterwegs ...

Auch dieses Buch konnte natürlich nur durch die tatkräftige Mithilfe und Unterstützung vieler Menschen aus meinem Umkreis entstehen. So danke ich vor allem meinem Mann Hans-Joachim für seine vielen physikalischen Diskussionen und seine kritische Durchsicht der einzelnen Reisen. Meiner Schwester Petra sei gedankt für die Mühe mit dem Manuskript und die wertvollen Hinweise. Dr. Winfried Rindermann hat etliche Fotos beigesteuert. Nicht zuletzt bedanke ich mich auch diesmal wieder bei Frau Dr. Meder vom S. Hirzel Verlag, die durch kompetente und liebevolle Unterstützung dieses Buch gefördert hat.

Hannelore Dittmar-IlgenEgelsbach, im Juli 2004

Inhalt

Eine physikalische Reise

Der Natur auf der Spur

Spiel des Lichts mit der Materie: Farben entstehen

So blau ist das Meer: physikalische Entdeckungen am Wasser

Flüchtiges aus Wasser: Nebel, Tau und Reif

Geballte Elektrizität: Funken, Blitze, Kobolde und Elfen

Physik im Alltag, durchaus nicht alltäglich

Vom Zauber der Flamme: Kerzen physikalisch betrachtet

Elektrische Energiepakete: Batterien, Akkus und Brennstoffzellen

Alles im rechten Licht: Leuchtstoffröhren und Energiesparlampen

Eine echte Lebensströmung: unser Blutsystem

Verborgenes gibt seine Geheimnisse preis

Von Familien und Singles: natürliche Radioaktivität

Der Tod startet die Stoppuhr: Datierungen mit Radiocarbon

Dem Gehirn bei der Arbeit zuschauen: Radionuklide in der Medizin

Das Kochrezept für Sonnenschein: die Kernfusion

Literatur

Bildnachweis

Der Natur auf der Spur

Spiel des Lichts mit der Materie: Farben entstehen

Vielfalt und Schönheit der Farben haben uns Menschen schon in den frühesten Zeiten beschäftigt. Bereits die Steinzeitmenschen haben ihre Wohnstätten mit farbigen Szenen aus ihrem Alltag gestaltet, viele erstaunlich vitale Höhlengemälde zeugen davon. Eine Welt ohne Farben ist für uns trist und grau, einfach unvorstellbar. Aber warum ist ein Rubin rot, ein Blatt grün und warum schillert ein Schmetterlingsflügel so interessant? Unsere Umwelt verdankt ihre Farbenpracht sehr unterschiedlichen physikalischen Prozessen. Und immer spielt Licht dabei die wichtigste Rolle. Befassen Sie sich im Folgenden mit der Entstehung der Farben und erfahren Sie nicht nur eine Menge über Licht, sondern auch über die Materie, die so selbstverständlich farbig ist.

Verborgenes im Sonnenlicht

Sicher haben Sie schon Farberscheinungen beobachtet, die sich ergeben, wenn Sonnenlicht durch eine geschliffene Glasvase, ein Trinkglas aus dickerem Kristall oder in einen geschliffenen Diamanten fällt. Viel von dem, was wir heute über Farben und Licht wissen, verdanken wir dem Physiker Isaac Newton, der im Jahr 1662 im englischen Cambridge begann mit Licht zu experimentieren. Einer Anekdote zufolge kaufte Newton auf einem Jahrmarkt ein kleines Prisma aus Glas. Solche Prismen wurden zur damaligen Zeit wegen des schönen Farbspiels, das sie erzeugten, als Spielerei hergestellt und verkauft. Newton wollte die Farberscheinung näher untersuchen, da allgemein angenommen wurde, dass irgendein Bestandteil des Glases den Farbeffekt hervorrufen würde. Er ließ in einem verdunkelten Zimmer Sonnenlicht durch ein Loch in seinem Fensterladen auf eine gegenüberliegende Wand fallen und beobachtete, wie erwartet, einen weißen Fleck. Dann stellte er das Glasprisma schräg in das Licht. Er bemerkte, dass es das weiße Sonnenlicht in ein Farbband zerlegte, und zwar in der Reihenfolge rot über orange, gelb, grün, blau und endend bei violett.

Newton wusste, dass das Licht in dem Prisma beim Übergang von Luft in Glas gebrochen, das heißt aus seiner ursprünglichen Richtung etwas abgelenkt wird. Dieses Phänomen ist Ihnen wahrscheinlich für Wasser bekannt, optische Brechung findet jedoch auch in Glas statt. Wenn das weiße Sonnenlicht sich aus den beobachteten Farben zusammensetzt, dann wird augenscheinlich jede dieser Farben im Glas des Prismas etwas unterschiedlich gebrochen, das rote Licht erfährt dabei die kleinste, das violette die größte Ablenkung. Und mehr noch: Blendet man beispielsweise durch einen kleinen Kartonstreifen eine oder mehrere Farben aus dem Spektrum aus, so erscheint das Licht farbig. Allerdings handelt es sich hier um eine Mischfarbe, die sich aus den restlichen noch vorhandenen Farben ergibt. Diese Vermischung von Farben kann man bei einem Farbfernseher beobachten, wenn man sich mit einer Lupe den Bildschirm ansieht. Das gesamte Bild ist aus mehr als einer Million kleinen leuchtenden Pünktchen zusammengesetzt, die an jeder Stelle des Bildschirms in Dreiergruppen rot, blau und grün dicht beieinander stehen. Sie erstrahlen auf dem Bildschirm in veränderlicher Intensität und erzeugen so die unterschiedlichsten Farbgebungen. Wenn beispielsweise die roten und die grünen Punkte strahlen, sehen wir gelb. Leuchten alle Punkte mit gleicher Intensität, so erscheint das Bild weiß, denn mit etwas Abstand kann unser Auge die Leuchtpünktchen nicht mehr unterscheiden und die Farben vermischen sich.