Crepuscular Rays
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 20.09.2009, 19:58    Titel: Crepuscular Rays Antworten mit Zitat

Thread abgetrennt von http://www.relativ-kritisch.net/forum/viewtopic.php?t=1575

Karl, 24.9.2009, 11:19


M_Hammer_Kruse hat Folgendes geschrieben:
- nur "in einem Laserstrahl" sind Lichtwellen parallel
- aber auf der Mondoberfläche wird der Laserstrahl dann plötzlich auf 80 km "aufgeweitet"
- die Wellen "auf der optischen Achse" sind auch parallel. Dank sei dem Wellenvektor. Schön, daß Harald so ein schweres Wort kennt.
- crepusculent rays kommen gar nicht von der Sonne. Das ist nur "ein täuschender Eindruck von Streuwinkeln"


1) Beim Fabry-Perot-Resonator ist die Parallelität der Strahlen durch die Parallelität der stirnseitigen Spiegel bedingt. Diese müssen möglichst präzise justiert werden, weil sonst der Strahl seitlich aus dem Resonator läuft.

2) Maurer meint vermutlich, dass sich der Strahl auf der Strecke Erde-Mond um 80 km aufweitet.

3) Sonnenstrahlen können aufgrund der grossen Distanz zwischen Quelle und Betrachter als näherungsweise parallel angesehen werden.

4) 'Crepuscular rays' entstehen durch Streulicht, insbesondere in Anwesenheit von Wolken.

In Summe kann ich an Maurers für den Laien gedachter Erklärung aus Sicht der Strahlenoptik keine gröberen Fehler erkennen.

Gr. zg
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 01:49    Titel: Antworten mit Zitat

Nachtrag:

Bei der Streuung des Lichtes an atmosphärischen Partikeln muss die Strahlenoptik durch die Wellenoptik ergänzt werden. Zur Berechnung und Auslegung optischer Komponenten (Linsen, Reflektoren, Spiegel, Blenden) im Gerätebau ist die Strahlenoptik - auch "geometrische Optik" genannt - jedoch nach wie vor gebräuchlich.

Ein Lichtstrahl folgt dabei dem "Fermatschen Prinzip" (Gesetz der extremalen optischen Weglänge). Dieses besagt, dass das Licht in einem Medium den schnellstmöglichen Weg von einem Punkt zum anderen zurücklegt.

Interessant im Kontext ist eine von Tesla stammende Beschreibung des Himmels über Colorado Springs:

Zitat:
Fast jeden Abend nach Sonnenuntergang und wenn der Himmel klar ist, wird der Horizont in Richtung der Ebenen von Farben unglaublicher Pracht überzogen, wobei alle Farben des Regenbogens vorhanden sind und die oberen Luftschichten rot und die untersten blau, violett und schwarz leuchten. Je dunkler es wird desto höher steigt der dunkle Bereich nach oben. Dieses Phänomen zeigt in einer interessanten Weise, wie die Sonnenstrahlen vom geraden Weg abweichen und ständig in Richtung der dichteren Luftschichten gebrochen werden...

Nikola Tesla, Colorado Springs Aufzeichnungen


Gr. zg
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Karl
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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 09:14    Titel: Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:
[...]
In Summe kann ich an Maurers für den Laien gedachter Erklärung aus Sicht der Strahlenoptik keine gröberen Fehler erkennen.

Gr. zg


Harald Maurer hat Folgendes geschrieben:
Die stark auseinander laufenden Strahlen, die hinter den Wolken hervorbrechen, sind keine direkten Strahlen von der Sonne, sondern entstehen durch Streuung an den Staubteilchen der Luft bzw. den Wassermolekülen der Wolken. Dadurch entsteht ein täuschender Eindruck von Streuwinkeln, die das Licht, das direkt von der Sonne kommt, nicht haben könnte.


Kommt darauf an, was als "gröberer" Fehler verstanden wird. Das was Maurer schreibt, ist grob falsch. Dass man die Strahlen überhaupt sehen kann, ist ein Effekt der Streuung "an den Staubteilchen der Luft bzw. den Wassermolekülen in der Luft". Dass die Strahlen nicht parallel zu verlaufen scheinen, ein Effekt der Perspektive. Wenn Maurer das nicht auseinander halten kann, dann sollte er die Finger von Physik lassen. Aber das hat er auch schon an anderer Stelle demonstriert.

LG,

Karl
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 10:10    Titel: Antworten mit Zitat

Karl hat Folgendes geschrieben:
Dass die Strahlen nicht parallel zu verlaufen scheinen, ein Effekt der Perspektive.


Bei unterschiedlichem Streuwinkel hat dies mit Perspektive nicht viel gemein.

Gr. zg
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Karl
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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 11:06    Titel: Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

Bei unterschiedlichem Streuwinkel hat dies mit Perspektive nicht viel gemein.

Gr. zg


Unterschiedlich im Bezug worauf?
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mac



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 12:24    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Zeitgenosse,

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:
Bei unterschiedlichem Streuwinkel hat dies mit Perspektive nicht viel gemein.
Schau Dir dieses Bild an: http://view.stern.de/de/picture/1432604/Wolken-Himmel-Wolkenbilder-Sonne-hinter-den-Wolken2-510x510.jpg

Daß man die 'Sonnenstrahlen' überhaupt sieht, hat etwas mit Streuung an Staub und Wasser zu tun. Daß diese 'Strahlen' auf dem Papier keine parallelen Linien bilden, hat dagegen gar nichts mit Streuung zu tun.

Herzliche Grüße

MAC
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M_Hammer_Kruse



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 13:27    Titel: Antworten mit Zitat

Wie etliche bereits geschrieben haben:

Natürlich sind die Strahlen im Raum parallel. Das ist nichts anderes als der perspektivische Bahnschieneneffekt. Der Fluchtpunkt (oder besser: Ausgangspunkt) der Strahlen ist der Ort der Sonne am Himmel.

Daß man überhaupt "Strahlen" sieht, kommt wie gesagt von der Streuung. Was man da sieht, sind lediglich Staubteilchen und Wassertröpfchen (nicht "Wassermoleküle"), die vom Sonnenlicht beleuchtet werden.

Diese beleuchteten Teilchen markieren letztlich nur den Verlauf der (quasi-)parallelen Lichtstrahlen. Diese sieht man nach wie vor nicht! Wäre da keine Wolke, erschiene der Himmel überall um die Sonne herum so hell wie in den "Strahlen". So gesehen bewirkt die Wolke durch den Schatten, den sie in Richtung auf den Betrachter wirft, erst das Hervortreten der Strahlen.

Denselben Effekt bekommt man, wenn man in einem dunklen Raum mit einer Lampe auf einen Gemüseseiher leuchtet und den Raum dahinter mit Zigarettenrauch anbläst.

Interessant ist in diesem Zusammenhang auch, daß es als seltene Erscheinung auch "anticrepuscuar rays" gibt, die auf den Sonnengegenpunkt zuzulaufen scheinen. Bahnschieneneffekt eben, nur daß man hier dem Zug nachschaut.

Gruß, mike
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 13:50    Titel: Antworten mit Zitat

mac hat Folgendes geschrieben:
Daß diese 'Strahlen' auf dem Papier keine parallelen Linien bilden, hat dagegen gar nichts mit Streuung zu tun.


Bei diesen Lichtbüscheln (Crepuscular rays) handelt es sich um abwechselnd helle und dunkle Zonen in der Atmosphäre, die strahlenartig vom Lichtzentrum divergieren. Zu ihrer Mainfestation bedarf es meist der Wolken und Berge, welche den direkten Strahlengang behindern.

Einige Beispiele:

http://www.mpch-mainz.mpg.de/wolkengalerie/OpticalEffects/OptEff_CrepuscularRays/images/CrepuscRays6.jpg

Bäume und Geäst bewirken denselben Effekt:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fc/Crepuscular_rays_in_ggp_2.jpg

Wasserdampf sorgt für die Streuung, so dass wir die Strahlen wahrnehmen können.

http://www.meteoros.de/bildarchiv/pics/1694_1160856603.jpg?1253618491

Oder auch Streuung an Nebeltröpfchen:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/SonneNebel.jpg

Im Grunde kommen nahezu beliebige Gegenstände in Frage, welche den direkten Strahlengang behindern.

Hier in einem Kirchgang:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/7/7c/Crepescular_rays_in_saint_peters_basilica.JPG

Dahinter verbirgt sich in erster Linie eine optische Strahlauffächerung (Blendeneffekt) an Rändern von Hindernissen. Die Strahlenbüschel sind nicht länger parallel zueinander und divergieren. Gemäss der Huygenschen Theorie handelt es sich um Sekundärwellen. Projektivische Elemente sind daher von untergeordneter Bedeutung. Zwar wird gerne mit "stürzenden Linien" argumentiert (und in einigen Fällen mag dies durchaus zutreffen), doch generell handelt es sich nicht um ein perspektivisches Problem.

Gr. zg
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M_Hammer_Kruse



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 14:10    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo zg,

doch, das ist ausnahmslos Perspektive. Die Bilder zeigen sehr schön, daß die Blickrichtung mehr oder minder in das Parallelstrahlenbüschel hineingeht.

Es sind eben keine Sekundärstrahlen, sondern es handelt sich Beleuchtung des Strahlenverlaufs.

Gruß, mike
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 14:15    Titel: Antworten mit Zitat

M_Hammer_Kruse hat Folgendes geschrieben:
Die Bilder zeigen sehr schön, daß die Blickrichtung mehr oder minder in das Parallelstrahlenbüschel hineingeht.


Das ist Unsinn. Wir haben z.B. in diesem Bild keinerlei Parallelität:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f6/SonneNebel.jpg

Mit projektiver Geometrie hat dies erst in zweiter Linie zu tun. Primär geht es um optische Blenden- und Randeffekte. Das Licht kommt in diesem Fall "wie der Schall um die Ecke". Bei diesem Phänomen muss - wie gesagt - die Strahlenoptik durch die Wellenoptik ergänzt werden, um zu vernünftigen Aussagen zu gelangen. Die ewige Berufung auf Fluchtpunkte und räumliche Perspektiven bringt rein gar nichts, weil das Kernproblem ein grundsätzlich anderes ist.

Im einfachsten Fall kann der Vergleich mit der Kreisblende gemäss dem Babinetschen Prinzip herangezogen werden. Schliesslich geht es um ein Beugungsphänomen an Hindernissen im Lichtweg mit nachfolgender Streuung an atmosphärischen Partikeln. Es bilden sich Überlagerungen von ebener Welle und Beugungswelle mit abwechselnd hellen und dunklen Streifen. Im Zentrum befindet sich dabei der "Poissonsche Fleck" (Hot spot).

Weil im Realbeispiel eine adäquate Blendenwirkung an Wolkenformationen etc. vorliegt, divergieren die Strahlen nach aussen, so dass es zur realen Strahlaufweitung kommt. Bei von weit her ankommenden Strahlenbüscheln kommt selbstverständlich eine projektive Nebenkomponente hinzu, doch ist dies nicht das eigentliche Hauptproblem.

Gr. zg
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M_Hammer_Kruse



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 14:39    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn man die Strahlen verlängert, sieht man, daß die Sonne gerade rechts außerhalt der rechten oberen Bildecke steht. Von dort kommen lauter parallele Strahlen.

Sowohl der Strahl, der vorne linksvor dem Baum erkennbar ist als auch die Strahlen die vor den halblinken Hintergrundbäumen den Boden erreichen, sind parallel.

Gruß, mike
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Orbit



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 14:52    Titel: Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:
Primär geht es um optische Blenden- und Randeffekte.

Das denke ich auch. Die Strahlen auf diesem Bild treffen sich im Brennpunkt irgend einer Lochblende. Davon wimmelt es in der Natur. Kleine Durchblicke durch Baumkronen sind nur ein Beispiel.
Auf der Wand gegenüber dem nach Westen orientierten Fenster meines Zimmers kann ich jeden Abend die Schatten der sich im Wind bewegenden Blätter eines Baumes vor dem Fenster beobachten. Dieses Schattenspiel wird aber überstrahlt von mehreren leicht elliptischen hellen Scheiben von etwa 15 cm Durchmesser, die sich teilweise überlagern.
Es handelt sich dabei um Abbildungen der Sonne. Im Ahorn vor dem Fenster gibt's halt mehrere Durchblicke. Die Exzentrizität ergibt sich, weil die Wand nicht im rechten Winkel zur Strahlung steht.
Orbit
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M_Hammer_Kruse



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 15:20    Titel: Antworten mit Zitat

Damit bleibt es aber immer noch Strahlenoptik. Ein Lochblendenbild der Sonne entsteht durch einen Lichtkegel mit einem halben Öffnungswinkel von 1/4°. Je nach Orientierung des Schirms zur Kegelachse nimmt das Bild auch elliptische Form an.

Wenn man viele Lochblenden hat, egal ob Ahorn oder Wolken, dann hat man viel Lichtkegel. Aber alle mit paralleler Kegelachse. Die markiert hier den "Lichtstrahl".

Jeder Mikrostrahl innerhalb der Kegel ist aber von einem Punkt der Sonnenoberfläche erzeugt. Und da reden wir über geometrische Optik und nichts anderes.

Was wir auf den Fotos sehen, ist das aus den Lichtkegeln herausgestreute Licht. Was wir auf der Zimmerwand sehen, ist das strahlenoptische Schirmbild der Sonne. Mit wellenoptischen Effekten (also Beugung)hat das rein gar nichts zu tun.

Gruß, mike
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Kondensat



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 16:32    Titel: Antworten mit Zitat

soviel zur lochblende:


bild während einer sofi
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resistance is futile....
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Orbit



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BeitragVerfasst am: 22.09.2009, 16:41    Titel: Antworten mit Zitat

Schönes Bild!
Danke Kondensat.
Hier konnte man bestimmt auch sehen, dass die Abbilder der Sonne zentralsymmetrisch gespiegelt waren.
Orbit
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