01 / WHY ROUND
Der Fleck zeigt die Form der Sonne, nicht die der Lücke
Zwischen den Blättern entstehen dreieckige, längliche und unregelmäßige Lücken. Dennoch sind die Lichtflecken am Boden rund. Abgebildet wird die Form der Sonne, nicht die der Öffnung.
Ist die Lücke im Verhältnis zu ihrem Abstand vom Boden klein genug, wirkt sie wie eine Lochblende. Das Licht von jedem Punkt der Sonne läuft geradlinig hindurch und bildet ein verkleinertes Bild der Sonne auf dem Boden. Weil die Sonne rund ist, ist auch das Bild rund.
Ist die Lücke zu groß oder der Abstand zum Boden zu kurz, gilt diese Bedingung nicht mehr. Dann erscheint statt eines deutlichen Bildes ein heller Bereich in der Form der Lücke. Deshalb sind die Flecken an manchen Tagen klar rund und an anderen undeutlich.
02 / ECLIPSE
Bei einer Sonnenfinsternis werden die Flecken zu Sicheln
Bei einer partiellen Sonnenfinsternis verdeckt der Mond einen Teil der Sonne, sodass sie sichelförmig erscheint. Wenn die Lichtflecken Bilder der Sonne sind, müssen auch sie zu Sicheln werden. Genau das geschieht.
Alle Flecken unter dem Baum ändern gleichzeitig ihre Form und zeigen Sicheln mit derselben Ausrichtung. Dieses Phänomen ist nur während einer Finsternis zu sehen und lässt ohne Berechnung mit eigenen Augen erkennen, dass die Flecken projizierte Sonnenbilder sind.
Die Beobachtung ist alt. Buch 15 der griechischen Problemata fragt, warum Sonnenlicht durch eine viereckige Öffnung kreisförmig wird und warum Licht durch ein Sieb, Blätter oder verschränkte Finger während einer Finsternis Sicheln auf dem Boden bildet.
03 / SAFETY
Niemals direkt in die Sonne schauen
Schauen Sie bei der Beobachtung einer Sonnenfinsternis niemals direkt in die Sonne. Auch durch ein kleines Loch ist dies nicht sicher: Wer sein Auge an eine Öffnung hält und zur Sonne blickt, kann seine Augen verletzen.
Betrachten Sie stattdessen das projizierte Bild. Wenn Sie das Bild auf dem Boden oder auf weißem Papier ansehen, blicken Sie nicht in die Sonne. Die Beobachtung der Lichtflecken unter Bäumen ist genau diese Projektionsmethode.
Seien Sie auch mit Kameras und Smartphones vorsichtig, deren Objektive auf die Sonne gerichtet werden. Befolgen Sie für genaue Beobachtungsverfahren die Hinweise öffentlicher Einrichtungen wie den Sonnenfinsternis-Leitfaden der NASA.
04 / SAME PRINCIPLE
Dasselbe Prinzip wie bei einer Lochkamera
Unter dem Baum wirkt dasselbe Prinzip wie in einer Lochkamera: eine kleine Öffnung, geradlinig laufendes Licht und eine Fläche, die das Bild auffängt. Nur die Rollen sind anders besetzt: Die Öffnung liegt zwischen Blättern, die Fläche ist der Boden und das Motiv die Sonne.
Auch in einer Lochkamera macht eine größere Öffnung das Bild weicher – aus demselben Grund, aus dem eine breite Lücke zwischen Blättern einen undeutlichen Fleck erzeugt. Ändern Sie den Lochdurchmesser im Modell unten und vergleichen Sie die Zahlen mit dem projizierten Bild.
05 / INTERACTIVE
Die Öffnung ändern und das Licht am Boden sehen
Verändern Sie die Größe der Lücke zwischen den Blättern und den Abstand zum Boden. Prüfen Sie, dass die Öffnung unregelmäßig ist, während der Lichtfleck rund bleibt, und ab wann eine größere Öffnung diese runde Form aufhebt.
INTERAKTIV / FORM DER ÖFFNUNG
Die Form der Öffnung ist nicht die Form des Lichts
Ein häufiges Missverständnis„Das Licht ist rund, weil das Loch rund ist.“
Die Lücken zwischen Blättern sind fast nie rund. Trotzdem ist das Licht auf dem Boden rund, denn dort erscheint nicht die Form der Lücke – es ist ein Bild der Sonne.
Jeder Punkt der Öffnung bildet ein eigenes Bild der Sonne. Diese Bilder sind um die Breite der Öffnung gegeneinander verschoben. Hier wird ihre Überlagerung als Abdrücke in der Form der Öffnung dargestellt, die sich über die Sonnenscheibe verteilen.
- Größe des Sonnenbildes
- 37,0 mm
- Öffnung ÷ Sonnenbild
- 0,38
- Ausdehnung des Lichtflecks (ungefähr)
- 51,0 mm
- Was Sie sehen
- Rund: Sie sehen die Sonne
Daraus folgt
01Eine kleine Öffnung erzeugt kleine Abdrücke, deren Anordnung insgesamt wie die Sonnenscheibe wirkt. So entsteht das runde Licht unter dem Baum.
02Eine große Öffnung erzeugt große Abdrücke. Ihre Überlagerung ähnelt zunehmend der Öffnung selbst, und der Fleck ist nicht mehr rund.
03Sichelförmige Lichtflecken während einer partiellen Sonnenfinsternis haben dieselbe Ursache. Projiziert wird die Sonne; wenn ein Teil von ihr verdeckt ist, ändert sich auch die Form des Lichts.
06 / REFERENCES