VideoStudien – Optik

Eine Lupe bricht die eintretenden Lichtstahlen und schafft durch die spezielle Oberflächenform eine Bündelung der Strahlen. Dies führt zu einer optischen Vergrösserung. Je weiter die Lupe entfernt ist, umso stärker wird die Bildebene vergrössert (Bildweite/Brennweite) Das dargestellte Objekt scheint grösser zu wirken. Entfernt man die Lupe weit genug, dreht sich das Bild und steht auf dem Kopf.

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Licht breitet sich in Form von Wellen aus – wird dieses Licht durch eine Lupe, o.ä. gebrochen, so teilen sich (durch unterschiedliche Wellenlängen) die unterschiedlichen Lichtfarben zu einem Spektum auf.

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Hier noch ein dekoratives Beispiel, das die multiple Reflektion, Vergrösserung und Farbüberlagerung darstellt.

VideoStudien – Magnetismus

Die Eigenschaften des Magnetismus definieren sich durch das magnetische Feld, das den betreffenden Körper umgibt. Die ensprechende Polung des Körpers bestimmt die Ausrichung des Feldes. Gleiche Pole stossen sich ab, unterschiedliche ziehen sich an. Folgende Versuche dienen der Erfahrung dieser Prozesse und deren Auswirkung.

Der Einfluss eines magnetischen Feldes auf einen metallischen Körper bewirkt bei ausreichender Distanz selbst die Bewegung des Körpers selbst.

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Treffen zwei magnetische Felder aufeinander und verbinden sich, so vergrössert sich das neue entstandene Magnetfeld. Die verbundenen Teile gehen eine stark flexible Bindung ein (keine molekulare Verbindung) und können auch durch den EInfluß mechanischer Kraft nicht getrennt werden. Die Glieder der (in dem Versuch entstandenen) Kette verhalten sich entsprechend der Stärke des Magnetfeldes, in Bezug zur Flexibilität der Verbindungen.

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Magnetismus ist ein dynamischer Prozess. Stehen magnetische Feld in unmittelbarer Relation, so kann eine kleine Änderung der Ausrichtung in der Polung eine, in dem Falle Kettenreaktion verusachen.

VideoStudien – Elastizität/Verformung

Die elastische Verformung besitzt die Eigenschaft, unbedeutend der äußeren Krafteinwirkung (nicht über dem Elastizitätsfaktor) immer wieder in seine Ursprungsform zurückzufinden. Dabei passt sich das elastische Material flexibel der Krafteinwirkung an und verformt sich demenstprechend mit.

Eine elastische Strucktur besitzt die Eigenschaft die verformende Kraft auf die gesamte Struktur relativ gleichmässig zu verteilen, d.h. bei einer Dehnung wird der Bereich zwischen den Polen um den Elastizitätsfaktor gedehnt und entsprechend seiner Struktur und Beschaffenheit aufgefächert.

Entsprechend des Elastizitätsfaktors ist eine elastisches Material strapazierfähig. Zudem kann anhand des Grades der Expansion des Materials abgelesen werden, wie stark die Kraft ist, die angewandt wird. Elastizität wirkt in alle Richtungen, bei Expansion sowie umgekehrt bei Kontraktion.

Wie elastisch ein Material ist, beeinflusst im Zusammenhang mit physikalischer Interaktion das Verhalten des Körpers entsprechend. Je elastischer ein Material, umso mehr Kraft wird von der zugeführten Energie absorbiert (Aufpall).

VideoStudien – Plastizität/Verformung

Den vorgestellten Materialien wird durch eine äußere Kräft eine Verformung zugefügt, die entgegen der Eigenschaft elastischer Materialien, eine Spur hinterlässt, die je nach Art und Weise der Interaktion differenzierbar ist.

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Der Versuch zeigt die differenzierten Möglichkeiten der Interaktion und deren Auswirkungen. Interessant ist die äußerst präzise Abbildung der Interaktion in Form von Spuren, bedingt durch die Stärke der Interaktion, der Fläche, Geschwindigkeit und Dauer. (des Aufdrückens ist gemeint)

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Jenes Beispiel zeigt, wie sich ein Plastisches Material beim Vereinigen zweier Materialquellen verhält. Dabei tritt durch die inneliegende molekulare Struktur eine Verbindung ein, mit blossem Auge nicht nachvollziehbar ist.

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Die Mischung zwischen einer Flüssigkeit geringer sowie hoher Viskosität birgt viele interessante und dynamische Phänomene. So lassen sich durch geringe Interaktion ganze Flächen verbinden oder trennen. Die Flüssigkeiten reagieren sehr sensibel auf Bewegung und Berührung. Eine globale Bewegung lässt sich leicht initiieren. Bei zu starker Kraftzufuhr werden grosse Molekülverbände zerstört, welche sich aber nach kurzer Zeit wieder zu Verbänden zusammenschliessen. Die Flüssigkeiten sind bestrebt grosse Verbände zu bilden, durch unterschiedliche Dichten, sogar von anderen Flüssigkeiten abzutrennen.

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Die Verformung einer Folie kann als kombiniert plastisch/elastische bezeichnet werden. Bei mechanischer Beanspruchung verformt sich die Folie entsprechend und verbleibt in Form. Erreicht die Verformung einen hohen Detailgrad, so weisst das Material sogar elastische Eigenschaften auf.

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Ein ähnliches Verhalten kann bei Alufolie beobachtet werden, wo bei diese weit sensibler auf äußere Kraftzufuhr reagiert und nahezu keine elastischen Eigenschaften aufweist. Jede mechanische Beanspruchung wird durch entsprechende Verformung „gespeichert“.

VideoStudien – Aggregatzustand/Mischen

Durch Interaktion wird das Vermischen von zwei Stoffen beschleunigt. Die Art und Weise der Interaktion bedingt in hohem Maße die Vermischung. Interessant zudem ist das physikalische Verhalten der Flüssigkeit bei kinetischer Interaktion und der darauffolgende „Rückordnungsprozess “ – es wurde eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität genutzt um dieses Phänomen eindeutiger darzustellen.

Mischung zweier dickflüssiger Substanzen. Interessant ist hierbei durch welche Art der Interaktion bestimmte Muster und Struckturen erzeugt werden.

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Die Darstellung einer dickflüssigen transparenten Substanz, die mit kleinen Partikeln versehen ist, gibt einen konkreten Aufschlüss über die inneren Kräfte, die Molekularstrucktur der Flüssigkeit. Von Bedeutung sind auch hier wieder die dynamischen Spuren, die durch die Interaktion erzeugt werden.

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Die Interaktion mit einem festen Körper mit der Flüssigkeit zeigt auf, wie der Körper umströmt wird und die o.g. Phänomene erklärt werden können. Unbedeutend wie stark der Körper die Flüssigkeit verdrängt, jene strebt stets zum Ausgleich der Potentiale („ein Wasserspiegel“). Die folgende Darstellung bietet eine weitere Visualisierung der Umströmung der Flüssigkeit um den Körper. (interssant auch das optische Phänomen der Lichtbrechung!)