Du kennst das sicher: Du bist mit deiner kleinen Schwester oder deinem kleinen Bruder unterwegs und wirst regelmäßig mit „Warum?“-Fragen gelöchert: Warum sieht der Baum da hinten so klein aus? Warum ist der Himmel blau? Das ist super, denn endlich kannst du dein erlerntes Wissen aus der Schule auch praktisch anwenden!
In unserem Blogbeitrag erklären wir die Rätsel des Alltags ganz einfach mit deinem Schulwissen.
Inhalt:
- Warum ist der Himmel tagsüber blau und bei Sonnenuntergang rot?
- Wieso sieht es in Filmen so aus, als würden sich die Autoreifen rückwärts drehen?
- Wieso kann man einen elektrischen Schlag bekommen, wenn man jemanden anfasst?
- Wie hängen Blitz und Donner zusammen?
- Warum erscheinen weit entfernte Objekte kleiner?
Bevor das Sonnenlicht unsere Augen erreicht, muss es die Atmosphäre der Erde durchqueren. Dabei trifft das Licht auf unterschiedlichste Teilchen, wie zum Beispiel Sauerstoffmoleküle, Staub und Wassertröpfchen. Das Licht wird dann gebrochen und wie bei einem Prisma entsteht ein Farbspektrum. Das liegt an der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht in Medien. Wie stark das Licht in einem Medium gebrochen wird, hängt nämlich von der Frequenz des Lichts ab. Der „blaue Anteil“ von weißem Licht wird sehr stark gestreut, weil er eine vergleichsweise hohe Frequenz und dementsprechend eine kleine Wellenlänge hat. Man kann also sagen, dass der Himmel blau erscheint, weil in Summe der blaue Anteil des Lichtes am weitesten gestreut wird.
Steht die Sonne jedoch sehr niedrig, ist der Weg länger, den das Sonnenlicht durch die Atmosphäre der Erde zurücklegt. Durch diesen längeren Weg wird der blaue Anteil des Lichtes seitlich weggestreut. Übrig bleibt der langwelligere Anteil des sichtbaren Spektrums und der Himmel erscheint rot.
Wenn du im Kino einen Film schaust, dann sieht es für dich zwar so aus, als würden sich die Autos tatsächlich bewegen, aber in Wirklichkeit werden einfach nur einzelne Bilder hintereinander gezeigt. Das Gehirn ergänzt die Lücken zwischen diesen Bildern und du siehst eine fortlaufende Bewegung. Den Effekt kennst du auch von einem Daumenkino.
Nun kannst du dir Folgendes vorstellen: Du siehst das Bild eines Autoreifens mit einer bestimmten Stellung der Speichen. Nun wechselt der Film zum nächsten Bild, hier ist die Speichenstellung anders. Dabei gibt es 3 Möglichkeiten:
1.) Die Speichenstellung ist nur ein Stück weitergedreht, das passiert zum Beispiel, wenn sich das Fahrzeug langsam bewegt. Hier sieht es für dich so aus, als würde sich das Rad richtig herum drehen.
2.) Wenn sich das Rad sehr schnell dreht, kann es passieren, dass die Speichenstellung gleich aussieht, weil sich das Rad genau einmal rumgedreht hat. Es erscheint so, als würde das Rad stillstehen.
3.) Bei einer etwas geringeren Geschwindigkeit als im zweiten Fall sieht es so aus, als würde sich das Rad rückwärts drehen, weil die Speiche ein bisschen vor der vorigen Stellung ist. Zum Beispiel wenn das Rad beim nächsten Bild nur um 90 % gedreht ist. Das Gehirn macht aus den Einzelbildern wieder eine Bewegung, das Rad dreht sich dann scheinbar rückwärts.
Du kennst das sicher, dass du manchmal eine gewischt bekommst, wenn du eine Person anfasst oder die Autotür schließen möchtest. Doch woran liegt das?
Normalerweise gleichen sich positive und negative Ladungen durch deine feuchte Haut und die feuchte Luft der Umgebung aus. Wenn die Luft und deine Haut aber sehr trocken sind, funktioniert der Ladungsaustausch nicht. Dein Körper lädt sich auf. Durch Gummisohlen an den Schuhen wird der Effekt noch verstärkt, weil eine Entladung über die Schuhe verhindert wird. Sobald du eine anders geladene Person oder einen leitenden Gegenstand berührst, kommt es zum Ladungsaustausch. Dabei spürst du den elektrischen Schlag. Dieser Effekt tritt häufig in kalten und trockenen Wintern auf, da dann die Luft besonders wenig Feuchtigkeit enthält.
Wenn du das verhindern möchtest, kannst du dich eincremen, andere Schuhe tragen und darauf achten, keine synthetische Kleidung zu tragen. Während du aus dem Auto steigst, kannst du das Metall an der Seite der Tür anfassen, um dich zu erden.
Wenn es ein Gewitter in deiner Nähe gibt, siehst du den Blitz und hörst den Donner. Dir ist sicherlich auch bewusst, dass die beiden Phänomene zusammenhängen, doch wie genau? Einfach gesagt ist der Donner das Geräusch, das entsteht, wenn der Blitz von der Wolke sich Richtung Erde entlädt. Die Luft in der Umgebung des Blitzes wird innerhalb weniger Sekunden stark aufgewärmt und dehnt sich dadurch aus. Dabei werden die einzelnen Moleküle der Luft aneinander gestoßen. Es entsteht eine mechanische Druckwelle.
Blitz und Donner finden also gleichzeitig statt. Der Blitz breitet sich mit der Lichtgeschwindigkeit von 299 792 458 m/s aus. Der Schall des Donners dagegen nur mit der Schallgeschwindigkeit von ungefähr 330 m/s aus. Aus diesem Grund kann man zuerst den Blitz sehen und dann erst den Donner hören. Je weiter entfernt der Blitz von dir ist, desto größer wird diese Zeitverzögerung. Grob kannst du die Entfernung des Blitzes so berechnen, dass 3 Sekunden Verzögerung einem Kilometer Entfernung entsprechen.
Wenn sich dein Vater beim Spazierengehen immer weiter von dir entfernt, ist er irgendwann nur noch so groß wie dein Fingernagel. Ist er geschrumpft?
Natürlich nicht. Aber: Gegenstände und Personen, die nah an dir dran sind, erscheinen einfach größer als Dinge, die weit entfernt sind. Bei der Beurteilung der Größe eines Gegenstandes spielt nämlich der sogenannte Sehwinkel eine große Rolle. Stell dir dafür ein Dreieck zwischen deinen Augen und dem oberen und unteren Ende deines Vaters vor. Der Winkel, der dabei an deinen Augen entsteht, ist der Sehwinkel. Je weiter dein Vater entfernt ist, desto kleiner wird dieser Winkel. Wenn der Sehwinkel verschiedener Objekte gleich groß ist, dann sehen diese Objekte gleich groß aus. Das passiert zum Beispiel, wenn dein 1,8 m großer Vater in einem Abstand von 6 m vor dir steht und in 24,5 m Entfernung ein 7,4 m großer Baum steht. Beide sehen dann gleich groß aus. Stehen sie aber in gleicher Entfernung vor dir, ist der Größenunterschied klar sichtbar. Meistens kannst du bei der Einschätzung der Größe zum Glück auf deine Erfahrungswerte zurückgreifen. Du denkst ja nicht wirklich, dass dein Vater schrumpft, wenn er geht, um dir ein Eis zu holen.
Und bist du überrascht, was man mit ein bisschen Naturwissenschaften alles erklären kann? So unnütz sind die Schule und das dort vermittelte Wissen vielleicht also doch nicht. Heute hast du jedenfalls einiges über Phänomene gelernt, die dir in deinem Alltag begegnen. Nun bist du gerüstet, dein Umfeld mit deinem Wissen zu beeindrucken.
