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Schatten einer Wolke
 
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Bralt



Anmeldungsdatum: 22.04.2017
Beiträge: 1

Beitrag Bralt Verfasst am: 22. Apr 2017 20:20    Titel: Schatten einer Wolke Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hi Leute,
Ich frage mich wie groß der Schatten einer Wolke im Vergleich zu der eigentlichen Größe der Wolke ist.


Meine Ideen:
Meiner Meinung nach ist der Abstand der Sonne zur Erde so groß, dass die Sonnenstrahlen unabhängig von der Wolkenhöhe annähernd parallel auf die Wolke treffen.
Somit müssten die Wolke und ihr Schatten fast kongruent sein, oder?
Wie sieht es aus wenn die Sonne allerdings gerade auf oder unter geht.
In wie fern beeinflusst das die Schattengröße?

LG und vielen Dank im Vorraus Augenzwinkern
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 22. Apr 2017 20:30    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn ein Gegenstand mit (annähernd) parallelen Lichtstrahlen bestrahlt wird, ist der Schatten hinter dem Gegenstand etwa genauso groß wie die Fläche, die den Schatten wrft.

Allerdings kann dieser Schatten nun auf Flächen projiziert werden, die senkrecht zur Lichtrichtung stehen oder dazu einen kleineren Winkel bilden als 90°. Dann kann der Schatten beliebig groß werden.

Bei schräg stehender Sonne ist der Schatten auf der Erdoberfläche also größer als die Wolke.
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 23. Apr 2017 10:46    Titel: Antworten mit Zitat

Ganz so einfach ist das bei Wolken nicht.
Das liegt wohl an der Streuung innerhalb der Wolken. Das Licht wird von seinem ursprünglichen Weg abgelenkt. Man sieht dann z.B. dass Sonnenstrahlen schräg durch die Wolkendecke durchdringen. Wo das Licht dann auftrifft dürfte neben von der Form der Wolken, und Position der Sonne relativ zum Beobachter, auch von der Beschaffenheit der Wolken selber abhängen.
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 23. Apr 2017 13:16    Titel: Antworten mit Zitat

Chillosaurus hat Folgendes geschrieben:
Das liegt wohl an der Streuung innerhalb der Wolken.
Ich denke, gestreutes Licht bildet keine Schatten.

Chillosaurus hat Folgendes geschrieben:
Das Licht wird von seinem ursprünglichen Weg abgelenkt. Man sieht dann z.B. dass Sonnenstrahlen schräg durch die Wolkendecke durchdringen.
Genau. Und damit errechnen die Vertreter der flachen Erde, dass die Sonne nur 200 km (nagelt mich nicht fest auf den genauen Wert) von der Erde entfernt ist. Das Thema ist so alt, dass ich es nicht aufwärmen möchte.

Chillosaurus hat Folgendes geschrieben:
Wo das Licht dann auftrifft dürfte neben von der Form der Wolken, und Position der Sonne relativ zum Beobachter, auch von der Beschaffenheit der Wolken selber abhängen.
Jaja, wenn die Wolke rund ist, trifft der Schatten in Afrika auf.

Bitte noch mal nachdenken, was du da schreibst ...
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 23. Apr 2017 13:53    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:
[...]Ich denke, gestreutes Licht bildet keine Schatten.

Wurde nix dergleichen behauptet. Schatten ist da wo kein Licht auftritt. Das ist bei Wolken, nicht immer vollständig identisch mit der Projektion der Wolkengeometrie auf die Erdoberfläche. Da Licht abgelenkt werden kann...

Zitat:
Jaja, wenn die Wolke rund ist, trifft der Schatten in Afrika auf.

Bitte noch mal nachdenken, was du da schreibst ...

Was schreibst du denn da...?
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 23. Apr 2017 14:11    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Chillosaurus,

Chillosaurus hat Folgendes geschrieben:
Was schreibst du denn da...?
Ich will dich nicht angreifen, nur im Sinn einer Diskussion nachfragen, was du meinst.

Chillosaurus hat Folgendes geschrieben:
Schatten ist da wo kein Licht auftritt. Das ist bei Wolken, nicht immer vollständig identisch mit der Projektion der Wolkengeometrie auf die Erdoberfläche. Da Licht abgelenkt werden kann...
Ja klar, neben Schatten (z.B. Mondfinsternis) gibt es Halbschatten (partielle Mondfinsternis). Aber ich sehe, dass einzelne Wolken doch einen deutlichen Schatten werfen.

Je nach Winkel zwischen Sonnenstrahlen und Erdboden sind die Schatten gleich groß oder größer, aber niemals kleiner als das Profil der Wolke.

Und warum die Gestalt der Wolke ihren Schatten mal hierhin, mal dorthin lenken sollte, erschließt sich mir nicht.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18065

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Apr 2017 14:26    Titel: Antworten mit Zitat

Ich denke, die Frage ist zunächst rein geometrisch zu verstehen.

Dazu verwendet man am besten eine vernünftige Überlegungsfigur sowie den
Strahlensatz. Daraus folgen dann auch Näherung für sehr weit entfernte oder punktförmige Lichtquelle. Für sehr größere Wolken muss man den Strahlensatz für die Projektion auf eine Kugeloberfläche statt auf eine Ebene modifizieren.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 23. Apr 2017 14:35    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:
[...]Ja klar, neben Schatten (z.B. Mondfinsternis) gibt es Halbschatten (partielle Mondfinsternis). Aber ich sehe, dass einzelne Wolken doch einen deutlichen Schatten werfen.

Bei der Mondfinsternis gibt es im Prinzip immer Halbschatten; der Mond erscheint rötlich durch das Licht, das an der Atmosphäre der Erde abgelenkt wird.
Wolken sind sehr nah an der Erde verglichen mit dem Abstand der Sonne. Von daher würde ich geometrisch gesehen keinen großen Unterschied zwischen Halbschatten und Schattenbereichen erwarten.

Zitat:
Je nach Winkel zwischen Sonnenstrahlen und Erdboden sind die Schatten gleich groß oder größer, aber niemals kleiner als das Profil der Wolke.

Die Frage die ich hier aufwerfe ist, ob andere Effekte als geometrische Projektion der Strahlen die Form des Schattens beeinflussen (können). Könnte mir vorstellen, dass es Möglichkeiten der Wolkenzusammenstzung gibt (Feuchtigkeit), die Licht in den geometrischen Schattenbereich lenken - sei es durch Streuung oder Brechung.
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 23. Apr 2017 14:44    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Für sehr größere Wolken muss man den Strahlensatz für die Projektion auf eine Kugeloberfläche statt auf eine Ebene modifizieren.
Denke ich nicht. Wenn wir über Schatten chatten, ist doch der sichtbare Rand gemeint und nicht der diffuse Schatten des bedeckten Himmels.

In diesem Sinne wird der Schatten-Rand auf ein Feld oder eine Weide geworfen. In einem Wald oder auf der gekrümmten Wasserfläche eines Ozeans würde man ihn nicht erkennen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18065

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Apr 2017 16:50    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:
Für sehr größere Wolken muss man den Strahlensatz für die Projektion auf eine Kugeloberfläche statt auf eine Ebene modifizieren.
Denke ich nicht. Wenn wir über Schatten chatten, ist doch der sichtbare Rand gemeint und nicht der diffuse Schatten des bedeckten Himmels.

Denke ich schon.

Zunächst mal geht es nicht um diffuse Schatten o.ä., sondern um rein geometrische Projektionen (hatte ich explizit geschrieben). Dann behandelt der Strahlensatz Längenverhältnisse für Projektionen von Strecken auf Abschnitte von Geraden in einer Ebene. Bei der Projektion einer Strecke auf eine Kugeloberfläche statt auf eine Ebene ergeben sich andere Relationen für die Längenverhältnisse (oder für Flächen).

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Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 24. Apr 2017 01:41    Titel: Antworten mit Zitat

Ich finde es bemerkenswert, dass in manchen Aufgaben die Reibung zu vernachlässigen ist, die wirklich eine Größenordnung an Arbeit verursacht (z.B. bei Fahrzeugen). Und dann wird beim Schattenwurf einer vielleicht 200 m vom Boden entfernten Wolke die Erdkrümmung bemüht.

Okay, dann erkläre mir bitte, um wieviel die Größe eines Wolken-Schattens variiert, wenn er auf die "krumme" Erde fällt anstatt auf eine (gedachte) Ebene.
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 24. Apr 2017 01:58    Titel: Antworten mit Zitat

Chillosaurus hat Folgendes geschrieben:
Die Frage die ich hier aufwerfe ist, ob andere Effekte als geometrische Projektion der Strahlen die Form des Schattens beeinflussen (können). Könnte mir vorstellen, dass es Möglichkeiten der Wolkenzusammenstzung gibt (Feuchtigkeit), die Licht in den geometrischen Schattenbereich lenken - sei es durch Streuung oder Brechung.
Ja, gibt es. Durch die Brechung des Lichts an Wassertropfen entsteht der Regenbogen. Und da gibt es seltene und seltsame Effekte, wie Licht und Schatten verteilt werden.

Walter Lewin hält zu diesem Thema eine Vorlesung von fast zwei Stunden. Ich starte das Video mal bei 1:12:50 für einen seltsamen Effekt:

Rainbows and Blue Skies
eiguuuudewie
Gast





Beitrag eiguuuudewie Verfasst am: 24. Apr 2017 08:25    Titel: Antworten mit Zitat

Kommt eben auf die Aufgabenstellung an. Statt sich jetzt zu kloppen ob man etwas vernachlässigen kann, könnte man (ihr Zunge ) die Differenz ja einfach mal für diverse Höhen und Flächen ausrechnen.
Dann spart man sich die Diskussion und alle (ich) haben was gelernt.

Teufel
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18065

Beitrag TomS Verfasst am: 24. Apr 2017 20:00    Titel: Antworten mit Zitat

eiguuuudewie hat Folgendes geschrieben:
Kommt eben auf die Aufgabenstellung an. Statt sich jetzt zu kloppen ob man etwas vernachlässigen kann, könnte man (ihr) die Differenz ja einfach mal für diverse Höhen und Flächen ausrechnen.
Dann spart man sich die Diskussion und alle (ich) haben was gelernt

Warum soll ich das rechnen? Ich weiß, wie's geht. Am meisten lernt man, wenn man's selbst probiert

Big Laugh
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 24. Apr 2017 21:07    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:
[...] Walter Lewin hält zu diesem Thema eine Vorlesung von fast zwei Stunden. Ich starte das Video mal bei 1:12:50 für einen seltsamen Effekt:

Rainbows and Blue Skies

Die Vorlesung ist echt Spitze. Hatte sie selbst schon mehrfach gesehen und kann dir sehr beipflichten!
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