Station 7 - Optische Täuschungen - Illusionen in der Natur

Die Menschen sind seit Urzeiten von den fantastischen Phänomenen fasziniert, die die Natur für uns bereithält. Unsere Augen werden dabei oft durch Licht und Wasser getäuscht.

Im kalifornischen Yosemite-Nationalpark leuchtet die untergehende Sonne den Horsetail-Fall-Wasserfall im Februar aus einem bestimmten Winkel an, so dass der Eindruck entsteht, es fließe dort Lava nach unten.

J.W. von Goethe gab bei einer Reise im Harzgebirge vor 200 Jahren einem angeblichen Geist den Namen Brockengespenst. Bei dieser optischen Täuschung herrscht dichter Nebel und schräg einfallendes Licht. Wenn eine reale Person durch den Nebel läuft, kann es passieren, dass die Nebelwand den Schatten der Person reflektiert und stark vergrößert. Oft gibt es einen farbigen, ringförmigen Lichterkranz um den Schattenwurf, der durch angestrahlte Wassertröpfchen in der Luft entsteht.

Ein Regenbogen entsteht, wenn Sonne und Regen aufeinandertreffen. Die Farben des Bogens entsprechen den Farben, aus denen das Sonnenlicht zusammengesetzt ist (Spektrum). Scheint das Licht durch die Wassertropfen, wird es wie in einem Prisma mehrfach „gebrochen“ und zum menschlichen Auge reflektiert.

Unter einer Fata Morgana verstehen wir Luftspiegelungen über dem Meer oder über dem Land. Die Menschen erkennen in der Ferne Dinge, die gar nicht existieren. Dazu muss es sehr heiß sein. Manchmal befindet sich über einer heißen Luftschicht am Boden eine kalte Luftschicht. Beide sind glatt wie ein Spiegel voneinander getrennt. Durch den plötzlichen Wechsel der Luftdichte wird das Licht reflektiert. Weit entfernte Städte, Oasen oder Karawanen können sich in der Wüste an dieser Grenzschicht so spiegeln, dass ihr Bild wieder auf den Wüstenboden zurückgeworfen wird. Die Menschen glauben, diese Dinge seien ganz nah, doch in Wirklichkeit sind sie unerreichbar.

Polarlichter entstehen, wenn elektrisch geladene Teilchen des Sonnenwinds auf Sauerstoff- und Stickstoffatome der Erdatmosphäre treffen und diese durch ihre Energie kurzzeitig chemisch verändern. Schnell erlangen die Atome ihren ursprünglichen Zustand wieder zurück und senden dabei Licht aus.

Das Sonnenlicht wird bei Eintritt in die Erdatmosphäre durch die dort vorhandenen Moleküle abgelenkt. Farben besitzen generell eine unterschiedliche Wellenlänge. Je kürzer die Wellenlänge ist, desto mehr streuen es die Moleküle. Das Blau des Sonnenlichts wird am meisten verteilt: Der Himmel erscheint uns trotz des dunklen Weltalls blau.

Bei Sonnenuntergang sehen wir die Sonne am Horizont durch eine wesentlich dickere Schicht der Atmosphäre als sonst. Wieder wird der blaue Anteil des Sonnenlichts am meisten gestreut, der rote am wenigsten. So erleben wir eine rote Sonne.

Wir sehen die untergehende Sonne dann auch im direkten Vergleich zu Objekten auf der Erde. Durch den Vergleich erscheint sie dem Gehirn dann größer. Gleiches gilt auch für den Mond.

Wenn man einen Strohhalm in ein Wasserglas stellt, scheint es, als sei der Halm unter Wasser abgeknickt oder versetzt. Das Licht wird unter Wasser in einem anderen Winkel reflektiert. Gleiches gilt auch für den Sonnenaufgang. Wenn die Sonne sich noch hinter dem Horizont befindet, scheinen die Sonnenstrahlen eigentlich an unserem Erdteil vorbei. Die Atmosphäre jedoch verändert den Winkel des Sonnenstrahls, so dass das Licht zu uns hingelenkt wird (astronomische Refraktion). Der Sonnenaufgang ist also eine optische Täuschung! Die Sonne ist noch gar nicht da!