Hallo Forum,
ich habe die letzte Zeit genutzt, um mich mit Regenbögen höherer Ordnung zu befassen. Da mich ein Beitrag von Christian Fenn über gespiegelte Bögen vor 2 Jahren auf dem AKM Seminar so fasziniert hat, wollte ich mehr über dieses Thema erfahren. Auch die Glasperlenversuche von Alexander Haußmann am Sudelfeld sowie Gespräche mit Elmar Schmidt brachten mich auf die Idee, das ganze mal auf irgendeine Art und Weise umzusezten.
Nachfolgende PDF Datei zeigt einige Bilder von Regenbögen eines Tropfens von der 1.Ordung (primärer Regenbogen) bis zur 6.Ordnung, erzeugt mit einem grünen Laserpointer.
Da mein Fachwissen über Regenbögen und deren Kaustiken begrenzt ist im Vergleich anderer Leute hier, möchte ich bitten, mich zu berichtigen.
In erster Linie ging es mir darum Bildmaterial von höherer Regenbogenordnungen zu bekommen, Simulationen git es ja einige.
Hier der Link zur Datei:
http://www.lightsearcher.de/PDF/RB.pdf
Die gezeigten Bilder sind selbstverständlich auch in höherer Auflösung vorhanden, allerdings hat der pdf-Creator irgendwie stark komprimiert, sorry dafür...
Viele Grüße
Michael
Regenbögen höherer Ordnung
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Elmar Schmidt
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- Wohnort: Bad Schönborn (8o39'51"O 49o13'21"N 130 m ü.N.N.)
Hallo Michael,
ein tolles Projekt hast Du da durchgezogen. Es wird im Schrifttum immer auf ältere Arbeiten (60er, 70er-Jahre?) verwiesen, bei denen man mit Lasern bis zur 20.(!) Ordnung gekommen sei, aber selten wirklich mal etwas aus denen gezeigt.
Bin gespannt auf eine Live-Demo im Sudelfeld oder bei Dir zu Hause, auch wegen der Eigenheiten der Projektion. Es ist ja auch so, daß die von einer Vielheit von Tröpfchen "subjektiv" im Auge zusammengesetzten Bögen etwas anderes sind, als die "objektiven" Streuerscheinungen vom Einzeltropfen. Zu dieser Relation könnte uns Alex ggf. mal informieren
Man sollte sich zum Zwecke der Symmetrieanpassung an den Einzeltropfen vielleicht mal Zugang in ein (kleines) Planetarium (oder eine ungenutzte Teleskopkuppel) verschaffen.
Wo ich Dir auch noch helfen kann, ist bei den relativen Intensitäten, indem ich mit meinem Mond-Fotometer mal die Leuchtdichten (sprich Helligkeiten) der einzelnen Ordnungen abtasten könnte, um sie mit den diversen Rechnungen zu vergleichen.
Beste Grüße
Elmar
ein tolles Projekt hast Du da durchgezogen. Es wird im Schrifttum immer auf ältere Arbeiten (60er, 70er-Jahre?) verwiesen, bei denen man mit Lasern bis zur 20.(!) Ordnung gekommen sei, aber selten wirklich mal etwas aus denen gezeigt.
Bin gespannt auf eine Live-Demo im Sudelfeld oder bei Dir zu Hause, auch wegen der Eigenheiten der Projektion. Es ist ja auch so, daß die von einer Vielheit von Tröpfchen "subjektiv" im Auge zusammengesetzten Bögen etwas anderes sind, als die "objektiven" Streuerscheinungen vom Einzeltropfen. Zu dieser Relation könnte uns Alex ggf. mal informieren
Man sollte sich zum Zwecke der Symmetrieanpassung an den Einzeltropfen vielleicht mal Zugang in ein (kleines) Planetarium (oder eine ungenutzte Teleskopkuppel) verschaffen.
Wo ich Dir auch noch helfen kann, ist bei den relativen Intensitäten, indem ich mit meinem Mond-Fotometer mal die Leuchtdichten (sprich Helligkeiten) der einzelnen Ordnungen abtasten könnte, um sie mit den diversen Rechnungen zu vergleichen.
Beste Grüße
Elmar
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Alexander Haußmann
- Beiträge: 1168
- Registriert: 6. Mär 2006, 13:39
- Wohnort: Hörlitz / Dresden
Hallo Micha,
wirklich ein schönes Experiment. Wie bekommst Du denn einen stabilen Wassertropfen hin? Ganz sphärisch scheint er ja nicht zu sein, da die Bögen nicht immer kreisförmig sind. Hängt der an einer Kanüle?
Hier mal ein Link zu einem der älteren Aufsätze, der frei zugänglich ist:
http://patarnott.com/atms749/pdf/Multip ... eDrops.pdf
Dort wurde ein roter Helium-Neon-Laser benutzt.
Das von Elmar angesprochene Verhältnis zwischen objektivem und subjektivem Bogen haben wir ja mit Christian Fenn schon sehr detailliert durchdiskutiert. Ich denke mal, es herrscht Einigkeit darüber, dass ein Regenbogen (als Naturerscheinung) unter der Voraussetzung des Vorhandenseins eines Beobachters existiert. Der Beobachter kann dabei auch eine unbelebte Kamera sein.
Sehr wichtig ist dabei der Übergang von einem Einzeltropfen und vielen "Beobachtern" (den Rauhigkeiten der Projektionsschirmoberfläche, die als Streuzentren das auftreffende Licht in alle Richtungen verteilen) wie im Experiment und der "natürlichen" Situation mit vielen Tropfen und einem Beobachter. Dieses "Umkehrungsprinzip" (hat das einen standardisierten Namen?)
wird meist ziemlich schnell abgehandelt. Dabei sollten aber nicht die Voraussetzungen vergessen werden, nämlich:
- räumlich homgene Tropfenverteilung
- vernachlässigbare Mehrfachstreuung (keine Lichtwege durch mehrere Tropfen analog zu den 44°-Nebensonnen)
- alle Tropfen müssen gleich groß sein ("monodisperse Verteilung")
Ansonsten ist der Übergang vom Einzeltropfen mit Projektionsschirm zum Ensemble mit Einzelbeobachter nur mit Einschränkungen möglich.
Besonders bemerkenswert finde ich, dass die 3.-5. Bögen im Experiment hauptsächlich wegen ihres deutlichen Interferenzmusters erkennbar sind. Genau das geht dann aber bei einer natürlichen Tropfengrößenverteilung in Verbindung mit dem Sonnenspektrum verloren und macht diese Bögen in der Natur so schwer auffindbar.
Viele Grüße,
Alex
wirklich ein schönes Experiment. Wie bekommst Du denn einen stabilen Wassertropfen hin? Ganz sphärisch scheint er ja nicht zu sein, da die Bögen nicht immer kreisförmig sind. Hängt der an einer Kanüle?
Hier mal ein Link zu einem der älteren Aufsätze, der frei zugänglich ist:
http://patarnott.com/atms749/pdf/Multip ... eDrops.pdf
Dort wurde ein roter Helium-Neon-Laser benutzt.
Das von Elmar angesprochene Verhältnis zwischen objektivem und subjektivem Bogen haben wir ja mit Christian Fenn schon sehr detailliert durchdiskutiert. Ich denke mal, es herrscht Einigkeit darüber, dass ein Regenbogen (als Naturerscheinung) unter der Voraussetzung des Vorhandenseins eines Beobachters existiert. Der Beobachter kann dabei auch eine unbelebte Kamera sein.
Sehr wichtig ist dabei der Übergang von einem Einzeltropfen und vielen "Beobachtern" (den Rauhigkeiten der Projektionsschirmoberfläche, die als Streuzentren das auftreffende Licht in alle Richtungen verteilen) wie im Experiment und der "natürlichen" Situation mit vielen Tropfen und einem Beobachter. Dieses "Umkehrungsprinzip" (hat das einen standardisierten Namen?)
wird meist ziemlich schnell abgehandelt. Dabei sollten aber nicht die Voraussetzungen vergessen werden, nämlich:
- räumlich homgene Tropfenverteilung
- vernachlässigbare Mehrfachstreuung (keine Lichtwege durch mehrere Tropfen analog zu den 44°-Nebensonnen)
- alle Tropfen müssen gleich groß sein ("monodisperse Verteilung")
Ansonsten ist der Übergang vom Einzeltropfen mit Projektionsschirm zum Ensemble mit Einzelbeobachter nur mit Einschränkungen möglich.
Besonders bemerkenswert finde ich, dass die 3.-5. Bögen im Experiment hauptsächlich wegen ihres deutlichen Interferenzmusters erkennbar sind. Genau das geht dann aber bei einer natürlichen Tropfengrößenverteilung in Verbindung mit dem Sonnenspektrum verloren und macht diese Bögen in der Natur so schwer auffindbar.
Viele Grüße,
Alex
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Elmar Schmidt
- Beiträge: 2319
- Registriert: 23. Feb 2010, 20:43
- Wohnort: Bad Schönborn (8o39'51"O 49o13'21"N 130 m ü.N.N.)
Danke, Alexander,
für die wie immer erhellenden Kommentare. Über das "Umkehrungsprinzip" denke ich auch nach und habe es bislang noch nirgends gründlich ausdiskutiert gesehen. Dabei wird es gerade in der Atmosphärenoptik vielfach benötigt, z.B. bei den Koronen. Daß es nicht für allzu trivial angesehen werden darf, zeigt ja bei denen etwa, was die Verletzung der Monodispersität daraus macht, nämlich irisierende Wolken.
Gruß Elmar
für die wie immer erhellenden Kommentare. Über das "Umkehrungsprinzip" denke ich auch nach und habe es bislang noch nirgends gründlich ausdiskutiert gesehen. Dabei wird es gerade in der Atmosphärenoptik vielfach benötigt, z.B. bei den Koronen. Daß es nicht für allzu trivial angesehen werden darf, zeigt ja bei denen etwa, was die Verletzung der Monodispersität daraus macht, nämlich irisierende Wolken.
Gruß Elmar
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