3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

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Alexander Haußmann
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3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

Beitrag von Alexander Haußmann » 25. Mär 2018, 21:19

Hallo zusammen,

nach unseren Spielereien mit der Xenonlampe und der Sprühflasche beim AKM-Seminar wollte ich nun endlich mal ausprobieren, wie es mit den höheren Ordnungen aussieht. Überraschenderweise ist es sogar recht einfach. Fast jedes Bild in Lampenrichtung zeigt bei einfacher Unscharfmaskierung Spuren des 3. und 4. Bogens.

Die Grundidee ist den finnischen Eisnebelhalobeobachtungen entlehnt. Nachts ist der Himmel dunkel, also hat man einen optimalen Hintergund. Die Lichtquelle ist ein Scheinwerfer, der fast paralleles Licht in einem schmalen Kegel erzeugt. Dafür habe ich eine chinesische Xenonlampe mit 50 W gekauft. Die Tropfen habe ich mit einer einfachen Drucksprühflasche aus dem Baumarkt erzeugt.

Zunächst einmal der Blick zu Haupt- und Nebenbogen (f = 10 mm Fischauge):
Der Dateianhang IMGP2631_kl.jpg existiert nicht mehr.
Und nun zur Lampe hin, mit einem rechteckigem Stück Karton zum Blockieren des direkten Lichtes (f = 10 mm Fischauge):
IMGP2633_kl.jpg
Das Ganze USM-gefiltert - die höheren Ordnungen sind obenrum deutlich sichtbar:
IMGP2633_USM_kl.jpg
Hier noch zwei weitere Versionen:
IMGP2642_USM_kl.jpg
Der 3. Regenbogen kann fast den ganzen Umfang herum verfolgt werden (Störungen oben rechts von der Sprühflasche, f = 10 mm Fischauge).
IMGP2645_USM_kl.jpg
(f = 18 mm Weitwinkel)

Ein paar Dinge sind mir aufgefallen:

1) Die Lampe hat nur wenig Rot im Spektrum und hat lokale Farbstiche (in manchen Richtungen wirkt das Licht grünlich). Ich habe noch die originale (wahrscheinlich recht billige) Xenonbirne drin. Vielleicht läßt sich das mit einer teureren verbessern.

2) Die Tropfen aus der Sprühflasche sind recht klein und machen breite Regenbögen. Was die Bilder nicht wiedergeben, ist die Entmischung: Bereiche mit größeren und kleineren Tropfen sind räumlich getrennt. Ich habe versucht über die Belichtungszeit (2-5 s) alles möglichst gleichmäßig "einzunebeln". Damit die Flasche nicht ins Bild kommt, auch ziemlich dicht an der Kamera, die dabei auch nass wird. Vielleicht gehts mit einem Gartenschlauch besser.

Zusammen bedeutet das gelb-blaue Bögen, auch bei den höheren Ordnungen. Manchmal glaube ich andeutungsweise auch einen schwachen Interferenzbogen am Tertiären zu erkennen. Die Farbfolge scheint mir etwas seltsam, v.a. beim letzten Bild.

3) Visuell war nichts zu beobachten, auch nicht durch einen Polfilter. Man kommt aber auch kaum zur Ruhe, wenn man mit einer Hand immer mit der Flasche rumhampelt. Das lässt sich sicher noch optimieren, auch dahingehend, ob man nun lieber größere oder kleinere Tropfen haben will.

Jedenfalls lassen sich so die Regenbogenordnungen schnell und einfach demonstrieren (mit einem Beobachter und vielen Tropfen, im Gegensatz zu den Einzeltropfenexperimenten mit Schirm), auch das "zero order"-Untergrundproblem ist anschaulich fassbar und am Ende kriegt man mit ein, zwei Klicks im Photoshop eben doch die höheren Ordnungen raus.

Nach dem Fünften hab ich auch schon geschaut, aber durch die breiteren Bögen und den generell schwachen Grünanteil hab ich noch nichts eindeutiges gefunden. Die Bearbeitung ist schwierig (weil man beim Bearbeiten schnell Nachbildeffekte von den ersten Ordnungen hat) und mit Unscharfmaske muss man hier auch sehr vorsichtig sein, wegen des Breitlaufens der Farben. Eigentlich ist man hier nur mit einer Histogrammspreizung auf der sicheren Seite.

Die Lampenregenbögen sind in natürlichem Regen übrigens viel schwächer (zumindest bei normalem Regen), aber Haupt- und Nebenbogen sind problemlos zu fotografieren. An einem dunklen Standort dürfte also nichts gegen einen Nachweis der höheren Ordnungen in echtem Regen sprechen.


Viele Grüße,
Alex
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IMGP2631_kl.jpg

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Claudia Hinz
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Re: 3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

Beitrag von Claudia Hinz » 26. Mär 2018, 14:49

Wow, Klasse, dass das auch im künstlichen Licht so gut funktioniert. Wäre sicher auch was für das nächste Halotreffen?

LG Claudia

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Re: 3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

Beitrag von Elmar Schmidt » 26. Mär 2018, 22:25

Woar des in Hörlitz?

Elmar

Alexander Haußmann
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Re: 3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

Beitrag von Alexander Haußmann » 27. Mär 2018, 08:35

Ja das war in Hörlitz im Garten. In der Stadt zwischen den Neubaublöcken wäre es mir zu hell gewesen, oder es kommen noch Neugierige oder jemand holt die Polizei...

Ich hab die Lampe mal aufgemacht um mir die Xenon-Birne genauer anzuschauen, da hat sich schon etwas von dem Plastegewinde verabschiedet... Jedenfalls sind in der Lampe (im kalten Zustand) grünliche Ablagerungen, das Netz meint aber, das wär normal und dieses Salz verdampft wenn die Lampe läuft. So sicher bin ich mir da nicht.

Die nächste Lampe wird eine mit Halogenbirne aus dem Bootsbedarf. Zwar nicht so effizient, aber ein gutes Schwarzkörperspektrum ist mir das wert.

Jedenfalls war die Lichtleistung bzw. Hintergrundhelligkeit (Halbmond...) bei den Sprühflaschenversuchen nicht kritisch. Bei echtem Regen wird das anders aussehen. Da sind die Tropfen viel dünner verteilt.

Grüße,
Alex

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Re: 3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

Beitrag von Elmar Schmidt » 27. Mär 2018, 14:10

Hallo Alex,

schreibst es schon gar nicht mehr drüber, aber dacht' ich's doch: Brandenburg - dort bist also polizeibekannt :-)

LED-Reflektor-Scheinwerfer sind wohl noch zu hochpreisig für solche Versuche, und LED-Taschenlampen leuchten nicht weit genug aus.

Gruß, Elmar

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Re: 3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

Beitrag von Alexander Haußmann » 28. Mär 2018, 19:28

Hallo Elmar,

der Beobachtungsort ist ja eigentlich Nebensache - sowohl Lichtquelle wie auch Tropfen sind ja künstlich, also funktioniert das überall wo es dunkel genug ist.

Auch wenn LED-Scheinwerfer nicht so teuer wären, ihr Spektrum ist ja auch nicht optimal. Eine Glühlampe ist in der Hinsicht schon besser. Im Zweifelsfall steck ich halt einen Bleiakku mehr ein, um die 100 W zu bedienen.

Aber wie gesagt, richtig interessant wird erst echter Regen, wobei ich noch nicht weiß wie ich Lampe, Kamera und Schattenwerfer aufbaue, ohne dass alles nass wird.

Viele Grüße,
Alex

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Re: 3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

Beitrag von Michael Großmann » 12. Apr 2018, 18:03

Hallo Alex,

jetzt habe ich es auch endlich hier gesehen, ging in der letzten Zeit bei mir unter und ich hatte schon ne Weile nicht mehr das Forum verfolgt. Tja, was soll man sagen: Hut ab zu diesem Aufbau und vor allem zum Ergebnis. Die fünfte Ordnung wäre für diese Art von Versuch sicher auch reizvoll!

Danke fürs zeigen!

Viele Grüße,
Micha

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Re: 3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

Beitrag von Dennis Hennig » 13. Apr 2018, 22:51

Faszinierend! :wow:

Für einen schmalen, gerichteten Lichtstrahl: Wäre da nicht ein oller Diaprojektor auch eine prima Lichtquelle?

Alexander Haußmann
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Re: 3. und 4. Regenbogenordnung in Sprühnebel im Scheinwerferlicht

Beitrag von Alexander Haußmann » 15. Apr 2018, 14:21

Hallo zusammen,

ich hab das ganze auch nochmal mit einer Halogenlampe gemacht, da sind die Farben schöner:

https://atoptics.wordpress.com/2018/04/ ... ery-night/

Auch hab ich endlich mal den "Waschmaschinenfilter" (radialer Weichzeichner, sollte aber besser "azimutaler" heißen) sinnvoll einsetzen können.

Die 5. Ordnung wollte ich unbedingt nochmal genauer ausprobieren. Gestern habe ich nochmal einen Versuch gemacht, aber mit einem Weitwinkelobjektiv (18 mm) statt dem Fischauge.

Einen schönen Regenbogen vorm Nachthimmel bekommt man damit schonmal hin ("Mondregenbogenbetrugsfoto"?):
IMGP3135_900.jpg
Ich hab dann ungefähr 40 Bilder gemacht, viele auch zur Seite (vor Landschaftshintergrund, was für die Analyse aber problematischer ist). Eins davon zeigt Anzeichen der 5. Ordnung:
IMGP3141_900.jpg
kontrastverstärkt:
IMGP3141_HellKontrSatEntrausch_900.jpg
Gemeint ist der grün-blaue Saum an der Innenseite des Nebenbogens im Dunkelband.

Ironischerweise ist das aber ein Bild, was ich nur wegen dem eigenartig verdrehten Hauptbogen aufgenommen habe, und der hat mit meinen momentanen "Jagdzielen" nichts zu tun. An dieser Stelle fiel der Schatten der Sprühflasche auf den Tropfennebel, und damit wurden ein Teil der Tropfen ausgeblendet. Die verbleibenden haben entweder eine andere Größe, oder man sieht schon Minnaertzigarreneffekte von der Divergenz des Lichtes (bei 10 m Entfernung von der Lampe entspricht eine Querdistanz von 50 cm immer noch einem Winkel von 3°, um den die jeweiligen Tropfen die Lichtquelle versetzt "sehen").

Hier noch ein paar schöne Interferenzen (und nein, ich hab nicht in den Regenmesser gesprüht...):
IMGP3174_900.jpg
Problematisch ist wieder mal, dass die Frontlinse nass wird, und irgendwann hilft auch Abwischen nicht mehr viel. Da braucht es wohl auch mehr als die dezenten Heizbänder gegen Tau. Am besten eine Druckluftdüse, die die Tropfen aus der unmittelbaren Nachbarschaft der Linse wegpustet...

Einen Diaprojektor hab ich noch nicht ausprobiert, das sollte aber eigentlich auch funktioneren. Wichtig ist eine ausreichende Entfernung (ca. 10 m), damit die Divergenz nicht so stark zuschlägt.

Viele Grüße,
Alex

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