Rätselhafte Bilder zur Physik

Strahlende Sterne im Bild

Wieso hat das Bild der Sonne im Tropfen die Strahlen?

Erklärung: Blendensterne

Sog. Blendensterne entstehen bei (fast) punkförmigen Lichtquellen und kleinen Blendenöffnungen (z.B. f/16 oder f/22).
Die einstellbaren Blenden sind bei den üblichen Kameraobjektiven nicht ideal kreisförmig (siehe Foto).

Das Licht wird an den Blendenlamellen gebeugt. Daher ergibt sich ein charakteristisches Beugungsbild, das von der Anzahl der Lamellen abhängt. Die Zahl der “Strahlen”/"Spikes" ist gleich der Anzahl der Lamellen bei geraden Zahlen – doppelt so groß bei ungeraden Zahlen (siehe nachfolgende Schemazeichnung von Cmglee).

Cmglee, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

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"Schwert" des Mondes

Warum ist das sog. "Schwert" des Mondes hier gebogen?

Erklärung: Vertikal- und Horizontalbetrachtung sind nötig.

Das Mondlicht wird von verschiedenen Stellen einer Welle reflektiert. Vor allem bei nahen Wellenfronten wird das Licht von Wellenflanken reflektiert, die zum Mond geneigt sind. Bei größeren Entfernungen sind vorwiegend die eher waagrenten Flächen oben am Wellenberg relevant (siehe nachfolgende Grafik).

Bei schräg einfallenden Wellen wird die Reflexionsbedingung in geringen Entfernungen nur von Punkten erfüllt, die seitlich von der direkten Verbindungslinie zum Mond liegen. Dies soll die nächste Grafik und die Aufnahme bei aufgehender Sonne verdeutlichen.

Ergänzende Hinweise:
Je nach Einfallsrichtung der Wellen ist das "Schwert" nach links oder rechts gebogen.
Das Foto ist aus einem dreistöckigen Gebäude direkt am Ufer aufgenommen (ca. aus 6 m über dem Wasserspiegel) . Der Effekt ist deshalb deutlich stärker als bei Betrachtungen auf etwa Wasserhöhe.
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