Nicht-Newtonsche Flüssigkeit
Eine Mischung aus Maisstärke und Wasser wird zu einer homogenen Flüssigkeit verrührt und mit
Lebensmittelfarbe eingefärbt. Berührt man die Flüssigkeit langsam oder taucht vorsichtig seinen Finger ein,
verhält sie sich wie eine “normale”Flüssigkeit, z.B. wie Wasser. Berührt man sie schnell oder schlägt mit einem
Finger vorsichtig drauf, fühlt sie sich an wie ein fester Körper. Stoffe, die solches Verhalten zeigen, also durch
Druckveränderungen ihre Fließgeschwindigkeit verändern, heißen “Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten”. Ein anderes
Beispiel ist Ketchup. Stellt man eine Ketchup-Flasche auf den Kopf, bleibt der Ketchup unbeeindruckt in der
Flasche. Schlägt man auf die Flasche, wird der Ketchup plötzlich flüssig und läuft aus der Flasche.
Feuertornado
Watte wird in Spiritus getränkt und auf einen Drehteller gelegt. Am Drehteller ist ein zylindrisches Drahtgestell
befestigt. Zündet man die Watte an und versetzt den Drehteller in Rotation, entsteht ein hoher Feuertornado, der sich
schneller um die eigene Achse drecht als der Drehteller. Durch die Flammen entsteht im Inneren des Tornados heiße
Luft, die nach oben steigt. Kühlere Luft strömt durch diesen Sog von der Seite nach und wird durch Reibung am
Drahtgitter in Rotation versetzt. Da die Luft sich durch den Sog weiter nach innen Richtung Drehachse bewegt, wird
der Abstand zur Drehachse reduziert. Da der Drehimpuls erhalten bleibt, muss sich die Drehgeschwindigkeit erhöhen.
Solche Feuersäulen entstehen bei Bränden z.B in Treppenhäusern oder an Gebäudeecken und können die
Ausbreitung eines Feuers stark beschleunigen.
Lasergitarre
Ein Laserstrahl wird auf eine Photozelle gerichtet, die an einen Gitarrenverstärker angeschlossen ist. Trifft der
Laserstrahl auf die Photozelle, fließt dort ein Strom, so dass die Membran des Verstärkers noch vorne ausgelenkt wird.
Wird der Laserstrahl unterbrochen, fließt kein Strom, d.h. die Membran bewegt sich zurück in die Ausgangsposition.
Hält man ein Gummiband (die Seite unserer Gitarre) in den Strahlgang und bringt sie durch Anzupfen in Schwingung,
schwingt auch die Membran des Verstärkers in der gleichen Frequenz nach vorner und hinten, d.h. ein hörbarer Ton
entsteht.
Rubenssches Flammenrohr
Ein Metallrohr mit vielen Löchern auf der Oberseite wird an einer Seite geschlossen und an der anderen Seite mit
einer Membran und einem Lautsprecher versehen. Das Rohr wird von einem brennbaren Gas durchströhmt, so dass
aus den Löchern auf der Oberseite kleine Flammen austreten. Wird ein Ton einer festen Frequenz (Sinuston) auf den
Lautsprecher gegeben, entsteht im Inneren des Rohrs eine Druckwelle mit Bereichen höheren oder niedrigeren
Drucks. Im Bereichen höheren Drucks sind die Flammen größer, im Bereich kleineren Drucks sind die Flammen
kleiner. Am Flammenmuster kann man also sehr schön die Druckwelle (Ton) und die Wellenlänge (Abstand zwischen
zwei Wellenbergen) erkennen.
Lichtgeschwindigkeit mit Käsebrot
Die unglaublich hohe Geschindigkeit von Licht, also allgemein von elektromagnetischen Wellen, kann mit einem
Käsebrot leicht gemessen werden. Dazu legt man ein mit Käse belegtes Brot in eine Mikrowelle ohne Drehteller.
Schaltet man die Mikrowelle ein, bilden sich im Inneren der Mikrowelle stehende elektromagnetische Wellen mit
Wellenbergen und Wellentälern. Genau dazwischen schwingt die Welle gar nicht, dort liegt der sogenannte
Nulldurchgang. Den Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenbergen bzw. zwei benachbarten Wellentälern nennt
man Wellenlänge der Welle. Der Abstand zwischen einem benachbarten Paar von Berg und Tal entspricht der halben
Wellenläange. An den Wellenbergen und den Wellentälern schwingt die elektromagnetische Welle so stark, dass der
Käse dort zu schmelzen beginnt. Nach etwa 20 Sekunden kann man das Käsebrot aus der Mikrowelle nehmen und
sieht deutliche Schmelzstreifen im Abstand von etwa 6 cm. Das entspricht der hlaben Wellenlänge, so dass die
Wellenlänge zu 12 cm bestimmt ist. Die Frequenz der Mikrowelle kann meist auf der Rückseite des Gerätes bestimmt
werden und beträgt etwa 2450 MHz, also 2 450 000 000 Schwingungen pro Sekunde. Das Produkt aus Wellenlänge
und Frequenz ist die Geschindigkeit der Elektromagnetischen Welle, und damit des Lichtes: 12 cm * 2450 MHz = 294
000 km/s. Das ist ähnlich wie bei der Bewegungsgeschwindigkeit eines Frosches. Wenn mann weiß, wie weit ein
Frosch springt (Wellenlänge) und weiß, wie oft er das pro Sekunde macht (Frequenz), ist das Produkt aus beiden
Werten seine Fortbewegungsgeschwindigkeit.
Implodierendes Fass
Der “normale”’ Luftdruck, dem wir ständig ausgesetzt sind ist unerwartet groß. Er entspricht dem Gewicht einer 10 m
hohen Wassersäule. Es ist leicht vorstellbar, welche Wirkung dieser Druck auf ein Fass hat, wenn es keinen
Widerstand leistet, also wenn z.B. im Fassinneren kein entsprechend großer Gegendruck existiert. Dies kann man
leicht demonstrieren.