175 Impulse - Physikalische Denkanstöße im Jubiläumsjahr

Ab dem 14. Januar 2020 erscheinen hier 175 kunstvolle Zeichnungen zu alltäglichen Phänomen. Diese "Impulse" laden dazu ein, über die physikalischen Hintergründe nachzudenken und zu diskutieren.

09.04.2020

44. Impuls: Archimedisches Prinzip

Das Gewicht eines schwimmenden Objekts, z.B. eines Bootes, ist gleich dem Gewicht des von ihm verdrängten Wassers.mehr...

07.04.2020

43. Impuls: Schwimmende Büroklammern

Legt man eine Büroklammer ins Wasser, so geht diese unter. Büroklammern, die auf einem Stück Papier auf Wasser gelegt werden, schwimmen allerdings. Dies liegt an der Oberflächenspannung des Wassers.mehr...

05.04.2020

42. Impuls: Orangen U-Boot

Ein Stück Orangenschale in einer gefüllten Wasserflasche verhält sich wie ein Cartesischer Taucher. Drückt man auf den Verschluss der Flasche, erhöht sich der Druck und somit füllen sich die mit Luft gefüllten Poren der Orangenschale mit Wasser. Die Schale taucht ab. Beim Loslassen passiert der umgekehrte Effekt.mehr...

03.04.2020

41. Impuls: Luftdruck in der Höhe

Der Luftdruck ist auf den Bergen geringer als in Tälern. Deshalb werden Flaschen beim Herunterwandern zusammengedrückt.mehr...

01.04.2020

40. Impuls: Flüssige Katzen

Katzen passen fast überall durch und rein. Da sie die Form des Behälters annehmen, verhalten sie sich wie eine Flüssigkeit.mehr...

30.03.2020

39. Impuls: Geladene Luftballons

Luftballons laden sich beim Reiben an Haaren auf. Die zum Ballon entgegengesetzten Ladungen in der Decke werden vom Ballon angezogen und positionieren sich möglichst nah am Ballon. Andersherum werden die gleichnamigen abgestoßen. Daher wird der Ballon effektiv von der Decke angezogen. So haften Ballons ohne Klebstoff aufgrund von Elektrostatik an der Decke.mehr...

28.03.2020

38. Impuls: Echolot

Fledermäuse, Wale und viele weitere Tiere orientieren sich vorwiegend mithilfe ihres Echolots. Dazu senden sie Schallwellen aus und erkennen anhand des Echos, wie ihre Umgebung aussieht.mehr...

26.03.2020

37. Impuls: Fata Morgana

Direkt über dem Wüstensand heizt sich die Luft am stärksten auf. Die heiße Luft hat andere optische Eigenschaften und kann Bilder reflektieren als wäre sie eine Wasseroberfläche. So entsteht eine Fata Morgana.mehr...

24.03.2020

36. Impuls: Wärmegleichgewicht großer Tiere

Es gibt keine 100 Meter große, gleichwarmen Tiere, weil diese überhitzen würden. Denn das Volumen eines Tieres, das Wärme erzeugt, wächst schneller an als die Oberfläche, über die Wärme abgegeben werden kann.mehr...

22.03.2020

35. Impuls: Verdunstung

Schweiß verdunstet oberflächlich zu Wasserdampf. Die schnelleren Wassermoleküle fliegen leichter aus den Schweißtropfen heraus in die Umgebung. Die zurückbleibenden Moleküle sind im Durchschnitt langsamer, wodurch der Tropfen abkühlt. Auf dieses Weise kühlt uns Schwitzen.mehr...

20.03.2020

34. Impuls: Kapillareffekt

Pflanzen saugen durch die Kapillarkraft Wasser gegen die Schwerkraft nach oben. Diese Kraft entsteht durch den schmalen Durchmesser der Kanälchen in der Pflanze und die Oberflächenspannung von Wasser. Durch eingefärbtes Blumenwasser färbt sich auch die Blüte.mehr...

18.03.2020

33. Impuls: Summendes Trafohäuschen

Das starke Magnetfeld im Eisenkern eines Trafohäuschens wechselt 100-mal pro Sekunde die Richtung. Dadurch vibriert der Eisenkern, was man als Summen hören kann.mehr...

16.03.2020

32. Impuls: Hochspannungsleitung

Es ist tödlich, Hochspannungsleitungen anzufassen, wenn man am Boden steht, weil man zum Leiter starker Ströme von der Hochspannungsleitung zur Erde wird. Einem Vogel hingegen passiert nichts, solange er mit beiden Füßen auf der Leitung steht und keinen Kontakt zur Erde hat.mehr...

14.03.2020

31. Impuls: Blick zu den Sternen

Der Blick zu den Sternen ist ein Blick in die Vergangenheit. Da die Lichtgeschwindigkeit nicht unendlich groß ist, braucht auch das Licht der Sterne seine Zeit. So ist zum Beispiel Licht von Sternen der uns nächstgelegenen Galaxie Andromeda bereits 2,5 Millionen Jahre unterwegs, bis es auf unsere Erde trifft.mehr...

12.03.2020

30. Impuls: Trägheit im Bus

Ein massebehafteter Körper möchte in seinem Bewegungszustand bleiben. Dieses Phänomen bezeichnet man als Trägheit. Ein Alltagsbeispiel dafür ist die Fahrt in einem Bus. Fährt der Bus an, möchte man selbst in Ruhe bleiben, weshalb man sich nach hinten gezogen fühlt. Anders beim Bremsen: Die Trägheit verlangt, dass man sich weiterhin bewegt, während der Boden des Busses wegbremst.mehr...

10.03.2020

29. Impuls: Wirbelstrombremse

Ein Magnet erzeugt in einem bewegten Metallstück elektrische Ströme, die im Kreis fließen, sogenannte Wirbelströme. Durch den endlichen elektrischen Widerstand des Metalls wird dabei Wärme frei. Außerdem bremst dieser Vorgang das Metallstück, ohne die Oberfläche zu verschleißen. Im Gegensatz zu anderen Bremssystemen sind Wirbelstrombremsen also verschleißfrei und kommen deshalb in Zügen, Achterbahnen und Fitnessgeräten zum Einsatz.mehr...

08.03.2020

28. Impuls: Weintraube in der Mikrowelle

Aufgrund des hohen Wassergehalts und der Größe von Weintrauben wird das elektromagnetische Feld des Mikrowellenherds genau im Berührungspunkt fokussiert, ähnlich wie Licht mit einer Lupe. Das elektrische Feld ist dabei so stark, dass es die Luft in positiv und negativ geladene Teilchen zerreist und erhitzt. Es entsteht ein Plasma. Bitte nicht zuhause nachmachen!mehr...

06.03.2020

27. Impuls: Leidenfrost-Effekt

Auf einer heißen Herdplatte “tanzen” Wassertropfen auf einem Dampfkissen, weil das Wasser auf der Oberfläche der Platte direkt verdampft. Dieses Phänomen wurde zuerst von Johann Gottlob Leidenfrost beschrieben, weshalb es den Namen Leidenfrost-Effekt trägt.mehr...

04.03.2020

26. Impuls: Paranuss-Effekt

Durch mehrfaches Schütteln von Müsli wandern die großen Brocken wie beispielsweise die Paranüsse in der Packung nach oben. Dieses Phänomen heißt Paranuss-Effekt. Die Ursache des Effekts liegt in der Bildung von Hohlräumen im Müsli beim Schütteln. Diese Hohlräume werden bevorzugt von kleineren Bestandteilen des Müslis belegt, wodurch diese sich nach unten bewegen. Effektiv wandern die Paranüsse also nach oben.mehr...

02.03.2020

25. Impuls: singendes Weinglas

Weingläser erzeugen Töne, wenn ein nasser Finger über den Glasrand streicht. Je voller das Glas, desto tiefer der Ton.mehr...

29.02.2020

24. Impuls: Fragmentation

Biegt man eine ungekochte Spaghetti zu stark, bricht sie irgendwann an einer Stelle. Da sie sehr starr ist, begradigt sich die Spaghetti sehr schnell von selbst. Gleichzeitig schnellt sie wegen der Biegung auf, jedoch viel langsamer als sie begradigt. Beides zusammen führt schnell zu einer weiteren Verkrümmung an anderer Stelle, wo die Spaghetti wieder bricht.mehr...

27.02.2020

23. Impuls: Garnrolle

Eine Garnrolle, an der ein Faden im flachen Winkel gezogen wird, rollt auf – bei einem steilen Winkel rollt sie ab.mehr...

25.02.2020

22. Impuls: Teleskop

Mit Hilfe von Teleskopen lassen sich weit entfernte Objekte vergrößern. Ein Beispiel dafür ist das Spiegelteleskop. Dabei gelangt das Licht nach Durchlaufen eines Spiegelsystems zum Auge des Beobachters. Wegen der Größe des Spiegels wird auch mehr Licht gesammelt als mit dem Auge, sodass sehr lichtschwache Objekte beobachtet werden können.mehr...

23.02.2020

21. Impuls: Mossierpunkt

Damit das Kohlendioxid in Sekt entweichen und damit für ein gutes Aroma sorgen kann, ist eine Störstelle im Glas nötig. Fehlt diese, dann schmeckt der Sekt trotz vorhandene Kohlensäure schal. In guten Sektgläser wird deshalb einen sogenannter Moussierpunkt angebracht.mehr...

21.02.2020

20. Impuls: Kochschneeflocke

Koch-Schneeflocken sind sogenannte Fraktale, die mit natürlichen Schneeflocken gemeinsame Merkmale haben. Symmetrie – hier um sechs mögliche Drehachsen – und sog. Selbstähnlichkeit trifft man an: Formen im Großen finden sich als Details bei Vergrößerung im Kleinen.mehr...

19.02.2020

19. Impuls: Körperwärme

In unseren Zellen werden ständig Strukturen (Proteine) gebildet. Dabei wird Wärme frei. Je mehr Wärme desto mehr bewegen sich diese Strukturen. Wird es zu warm, zerbrechen die Strukturen wieder und die Zellen sterben. Darum muss die Wärme raus aus den Zellen und aus dem Körper. Das geht aber nur wenn der Körper eine höhere Temperatur hat als seine Umgebung.mehr...

17.02.2020

18. Impuls: Dichteanomalie von Wasser

Schlittschuhlaufen auf zugefrorenen Seen ist nur möglich, weil festes Wassereis pro Volumen leichter ist als flüssiges Wasser und unter Druck flüssig wird. Wegen dieser Dichteanomalie schwimmt das Eis oben auf der Wasserfläche. Außerdem trägt der Druck unter den Kufen dazu bei, dass sich eine quasi-flüssige Wasserschicht bildet, wodurch die Schlittschuhe mühelos über das Eis gleiten.mehr...

15.02.2020

17. Impuls: umgedrehte Flasche

Hält man eine gefüllte Flasche umgedreht in ein Glas Wasser, so fließt nur so viel heraus, bis Innendruck und Außendruck gleich sind und die Wassermenge im stabilen Gleichgewicht halten, falls die Flasche nicht umfällt.mehr...

13.02.2020

16. Impuls: Thixotropie

Es gibt nicht-newtonsche Flüssigkeiten die sich umgekehrt zu Stärkewasser verhalten. So wird z.B. Ketchup erst durch viel Bewegung flüssig. Je stärker und länger man schüttelt, desto besser enthaken sich die vielfältigen, winzigen Bestandteile der Mischung und sie wird dünnflüssiger. Nach kurzem Warten wird sie wieder fester.mehr...

11.02.2020

15. Impuls: Rheopexie

Sogenannte nicht-newtonsche Flüssigkeiten ändern durch äußere Krafteinwirkung ihre Viskosität. Ein gutes Beispiel dafür ist Wasser mit viel Stärkemehl. Dabei wächst die Viskosität beim Umrühren und es kann passieren, dass der Löffel stecken bleibt.mehr...

09.02.2020

14. Impuls: Haftgleiteffekt

Kreide gleitet nicht gleichmäßig über die Tafeloberfläche, sondern bleibt immer wieder kurz daran haften. Sie ruckelt. So gerät die Kreide auf ganzer Länge in Schwingung und überträgt diese als Schallwelle an die Luft. Wir nehmen das als Quietschen wahr.mehr...

07.02.2020

13. Impuls: Dopplereffekt

Bewegt sich der Sender eines Tones relativ zum Empfänger, hört der Empfänger einen anderen Ton, als der Sender abgibt. Ein Beispiel dafür ist ein vorbeifahrender Krankenwagen. Der Ton scheint höher, wenn sich der Krankenwagen nähert und tiefer, wenn der Krankenwagen sich entfernt.mehr...

05.02.2020

12. Impuls: Raketenstart

Raketen starten immer nach Osten, um den Schwung der Erdrotation zu nutzen.mehr...

03.02.2020

11. Impuls: Polarisation

Der dreidimensionale Eindruck eines Films wird erzeugt, indem zwei verschiedene Bilder am rechten und linken Auge ankommen. Die beiden Bilder entsprechen den beiden Perspektiven, mit denen jedes Auge das Motiv jeweils sehen würde. Durch unterschiedliche Polarisation des Lichtes der beiden Bilder trennt die 3D-Brille diese Signale voneinander.mehr...

01.02.2020

10. Impuls: Football

Ein Football liegt besonders stabil in der Luft, wenn er um die Achse mit dem größten oder kleinsten Trägheitsmoment rotiert. Die lange Achse ist die mit dem kleinsten Trägheitsmoment.mehr...

30.01.2020

9. Impuls: Pascalscher Fassversuch

Blaise Pascal (1623 – 1662) behauptete, er könne mithilfe von Wein ein Fass zerstören. Dazu befestigte er ein langes Rohr oben am Fass und schüttete immer mehr hinein bis es schließlich platzte.mehr...

28.01.2020

8. Impuls: Magdeburger Halbkugeln

Mit einer vakuumierten Kugel aus zwei Teilen demonstrierte Otto von Guericke (1602-1686) in diesem Versuch, dass der Luftdruck stärker als Zugpferde ist.mehr...

26.01.2020

7. Impuls: Regenbogen

Trifft Sonnenlicht bei Regen auf Wassertropfen, so werden verschiedene Wellenlängen unterschiedlich gebrochen und damit das Licht in seine Farbbestandteile zerlegt. So entstehen Regenbögen.mehr...

24.01.2020

6. Impuls: Blitz und Donner

Innerhalb von Gewitterwolken trennen sich elektrische Ladungen, weil positiv geladene leichte Eiskristalle aufsteigen, schwere negativ geladene Wassertropfen hingegen nicht. Die entstehenden Spannungen werden durch Blitze ausgeglichen.mehr...

22.01.2020

5. Impuls: Wasserkreislauf

Wasser verdunstet und steigt auf. Auf dem Weg nach oben kühlt der Dunst ab und kondensiert zu Wolken, die sich bei Sättigung abregnen.mehr...

20.01.2020

4. Impuls: Farbe des Himmels

Aufgrund der farbabhängigen Streuung des Sonnenlichts durch Staub in der Atmosphäre ist der Himmel tagsüber blau und bei Dämmerung rot.mehr...

18.01.2020

3. Impuls: Gravitation

Zwei Körper mit Masse ziehen sich an. Dies hält nicht nur uns auf dem Erdboden, sondern auch unsere Atmosphäre und unser Sonnensystem zusammen.mehr...

16.01.2020

2. Impuls: Erdmagnetfeld

Durch Strömungen eisenhaltiger, heißer Flüssigkeiten im äußeren Erdkern entsteht unser Erdmagnetfeld. Es ermöglicht die Verwendung des Kompasses und schützt uns vor kosmischer Strahlung und dem Sonnenwind.mehr...

14.01.2020

1. Impuls: Magnus-Effekt

Der rotierende Ball beschleunigt die umströmende Luft auf der einen und bremst sie auf der anderen Seite. Da bei wachsender Strömungsgeschwindigkeit der Druck sinkt, erzeugt die Rotation des Balles somit einen Unterdruck und wird von seiner Flugbahn abgelenkt. Es kommt zur sogenannten Bananenflanke.mehr...