uhren plagiate image
Mike
Nach den Entdeckungen frz. Forscher zu der GröÃe von Regentropfen und deren Entstehung würde ich gerne selbst diese Verteilung nach dem Zerspringen eines Regentropfens messen. Gibt es eine andere Möglichkeit als über den Durchmesser der Tropfen (abgeschätzt auf einem Foto) das Volumen zu bestimmen?
Das mit dem Strahlensatz finde ich sehr gut, hatte schon gedacht dass es nicht anders funktioniert.
Ich würde nun gerne Wassertropfen mit bestimmter gröÃe aus ca. 10-15 m fallen lassen. Ab einer bestimmten gröÃe sollten diese zerspringen. Ich möchte nun mit dieser Methode den kritischen Punkt herausfinden und auÃerdem beschreiben bei welchem volumen der Wassertropfen welche Form zeigt (Kugel, abgeflacht). Weiterhin müsste es doch damit möglich sein, die gröÃe der durch zerspringung entstandenen kleineren Tropfen mit der gröÃe (sprich dem Volumen) der Regentropfen des 'normalen' Regens zu vergleichen. Dabei sollte herauskommen, dass die prozentuale Verteilung pro Volumen bei beiden etwa gleich sein sollte, wie es frz. Forscher 2009 gezeigt haben.
Wäre das möglich?
Was ich vorhatte ist zuertst das Volumen einzelner Wassertropfen zu messen (z.b. mit der Mehlkiste) und diese Messwerte dann in einem Koordinatensystem (aufgetragen Volumen und relative Häufigkeit) bildlich darstellen. Dieser Graph sollte dann für alle mölichen Regenschauer gleich sein.
Französische Wissenschaftler haben nun herausgefunden warum das so ist. Sie erklären dies damit dass die Regentropfen ab einem kritischen Volumen während des Fluges sich zu einem 'Fallschirm' aufblähen und dann nach deutlicher Verringerung der Geschwindigkeit zerplatzen. Die nun im Fall entstandenen Tropfen wurden gemessen und ebenfalls in angetragen. Dabei stellte sich heraus dass die Graphen in etwa gleich sind.
So ähnlich wie schon beschrieben, hatte ich mir vorgestellt, könnte man dies nachprüfen. AuÃerdem könnte man die Tropfenform in Abhängigkeit von dem Volumen bestimmen.
Ich finde das ein spannendes Thema, man kann dazu viel machen, eine Highspeedkamera ist auch vorhanden
Wäre es nicht auch möglich das Zerplatzen im Flug von einem hohen Gebäude aus zu betrachten?
Answer
welches "zerspringen" meinst Du? Das im Flug oder das beim Aufprall?
Das im Flug ist nur im Laborexperiment möglich, ein präparierter Wassertropfen wird im Gegenstrom im schweben gehalten. Dann kann man in mit einem Tropfenspray (von unten, weil dünne Tropfen langsamer fallen als Dicke) wachsen lassen. Wenn ein kritischer äquivalenter Durchmesser erreicht ist, schnürt er sich ein und bildet mehrere kleinere Tropfen. Diesen Vorgang könnte man mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufnehmen. Jedoch bildet der Regentropfen vorm Zerstäuben im Fall eine Art Fallschirm, wird dabei von ca. 8 m/s auf wenige m/s Fallgeschwindigkeit abgebremst. Enstsprechend müÃte man den Gegenstrom wirbelfrei runterregeln. Ein groÃer experimenteller Aufwand. Selbst wenn du die Hochgeschwindigkeitskamera geliehen bekommst, musst du für den restlichen Aufbau mehrere 1000 ⬠einplanen. Fall du die Kamera anschaffen muÃt, solltest Du einen 6 stelligen â¬-Betrag einplanen.
Fall du das Zerspingen beim Aufprall meinst, geht es einfacher. Du besorgst Dir einen Stoboskopleuchte, ca. 2000 Blitze/s. Dann dann baust du dir eine Tropfenpräparation
(Kanülen von Injektionsspritzen gehen gut, wenn man die Schräge zum Einstechen abschleift. Um dann Verhältnisse wie im natürlichen Regen zu haben, brauchst du einen freien Fall von ca. 10 m. An das Ende der Fallstrecke legst Du eine kleine Platte. Dann brauchst Du noch eine Kamera, die durch einen elektrische Impuls ausgelöst werden kann. Etwas über der Trefferfläche wird eine Lichtschranke montiert, die bei einer Intensitätsschwankung des auftreffenden Lichts die Kamera auslöst. Dabei läuft das Stroboskob die ganze Zeit (Dunkelfeldbeleuchtung). Der entsprechende Versuchsaufbau, es sollte auch noch die Kraft beim Aufprall gemessen werden, war Gegenstand einer Ingenieursdiplomarbeit bei uns. Die Fotos sind interessant geworden, die Kraftmessung war weniger gelungen.
Wir durften dann an einem anderen Institut eine Hochgeschwingigkeitskamera Aufnahme von fallenden Tropfen gemacht. An einen akademischen Arbeitstag (10-22 Uhr, bis die Beleuchtung brauchbar wer, waren schon 6 Std. um) konnten wir ca 20 Aufnahmenserien machen (in der Summe weniger als 1 Sekunde Fall). Die Aufnahmen werden gerade ausgewertet. Nach Anschein bestätigen sie eine Vermutung von mir, die ich aus dem Vergleich des von mir berechneten, von einen Kollegen gemessenen Geräusch von Regen auf eine Einfachglasscheibe tätigte. Die Vermutung betrifft Tropfenform und Aufprallgeschwindigkeit. (Auf die Details gehe ich nicht ein. Die Formel sind einfach zu lang). Bei den Aufnahme haben wir auch das ZerflieÃen und Zerstäuben beim Aufprall mit aufgezeichnet. Eine Auswertung der Bilder in Hinblick auf das ZerflieÃen ist derzeit nicht finanziert.
Falls du nur die Durchmesserverteilung der Tropfen in natürlichen Regen messen willst, gibt es ein genial einfaches Verfahren. Man füllt ein Kiste mit Mehl. Bei Regen öffnet man kurz den Deckel. Dann siebt man die Mehlklumpen aus, wiegt sie auch eine Feinwaage, dann trocknet man sie und wiegt sie erneut. Die Differenz ist die Masse des Wassers. Daraus kann man dann einen äquivalenten Durchmesser berechnen. Man kann auch die Tropen einzeln auffangen und wiegen. Die Feinwaage sollte eine Mindestgenauigkeit von 1/10 mg haben, besser ist jedoch 1µg.
Zu Deinen Nachträgen:
Das mit den französischen Wissenschaftlern klingt nach Plagiat. In Dynamics of Droplets, erschienen Mitte der 1990er ist die "Fallschirmbildung" bereits beschrieben. Die Verteilung der Regentropfendurchmesser wurde bereits 1948 von Marshall veröffentlicht. Waldvogel hat gezeigt, dass die Verteilung der Regentropfen während eines Regens sich sprungartig ändert - dazu ist nicht erforderlich dass sich die Regenmenge ändert. Dass die GröÃenverteilung nach dem Zerstäuben der groÃen Tropfen der des Regens entsprechen soll, ist nicht glaubhaft, da sich im Regen gröÃere Tropfen dadurch bilden, dass ist im Fall kleinere Tropfen einholen, aufsammeln und so wachsen.
Im freien Fall den Punkt des Zerteilens zu treffen ist recht schwierig. der Fallgeschwindigkeit der ca. 7mm groÃen Tropfen ist etwa 10 m/s. Vor der Fallschirmbildung beginnt der Tropfen zu sc
welches "zerspringen" meinst Du? Das im Flug oder das beim Aufprall?
Das im Flug ist nur im Laborexperiment möglich, ein präparierter Wassertropfen wird im Gegenstrom im schweben gehalten. Dann kann man in mit einem Tropfenspray (von unten, weil dünne Tropfen langsamer fallen als Dicke) wachsen lassen. Wenn ein kritischer äquivalenter Durchmesser erreicht ist, schnürt er sich ein und bildet mehrere kleinere Tropfen. Diesen Vorgang könnte man mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufnehmen. Jedoch bildet der Regentropfen vorm Zerstäuben im Fall eine Art Fallschirm, wird dabei von ca. 8 m/s auf wenige m/s Fallgeschwindigkeit abgebremst. Enstsprechend müÃte man den Gegenstrom wirbelfrei runterregeln. Ein groÃer experimenteller Aufwand. Selbst wenn du die Hochgeschwindigkeitskamera geliehen bekommst, musst du für den restlichen Aufbau mehrere 1000 ⬠einplanen. Fall du die Kamera anschaffen muÃt, solltest Du einen 6 stelligen â¬-Betrag einplanen.
Fall du das Zerspingen beim Aufprall meinst, geht es einfacher. Du besorgst Dir einen Stoboskopleuchte, ca. 2000 Blitze/s. Dann dann baust du dir eine Tropfenpräparation
(Kanülen von Injektionsspritzen gehen gut, wenn man die Schräge zum Einstechen abschleift. Um dann Verhältnisse wie im natürlichen Regen zu haben, brauchst du einen freien Fall von ca. 10 m. An das Ende der Fallstrecke legst Du eine kleine Platte. Dann brauchst Du noch eine Kamera, die durch einen elektrische Impuls ausgelöst werden kann. Etwas über der Trefferfläche wird eine Lichtschranke montiert, die bei einer Intensitätsschwankung des auftreffenden Lichts die Kamera auslöst. Dabei läuft das Stroboskob die ganze Zeit (Dunkelfeldbeleuchtung). Der entsprechende Versuchsaufbau, es sollte auch noch die Kraft beim Aufprall gemessen werden, war Gegenstand einer Ingenieursdiplomarbeit bei uns. Die Fotos sind interessant geworden, die Kraftmessung war weniger gelungen.
Wir durften dann an einem anderen Institut eine Hochgeschwingigkeitskamera Aufnahme von fallenden Tropfen gemacht. An einen akademischen Arbeitstag (10-22 Uhr, bis die Beleuchtung brauchbar wer, waren schon 6 Std. um) konnten wir ca 20 Aufnahmenserien machen (in der Summe weniger als 1 Sekunde Fall). Die Aufnahmen werden gerade ausgewertet. Nach Anschein bestätigen sie eine Vermutung von mir, die ich aus dem Vergleich des von mir berechneten, von einen Kollegen gemessenen Geräusch von Regen auf eine Einfachglasscheibe tätigte. Die Vermutung betrifft Tropfenform und Aufprallgeschwindigkeit. (Auf die Details gehe ich nicht ein. Die Formel sind einfach zu lang). Bei den Aufnahme haben wir auch das ZerflieÃen und Zerstäuben beim Aufprall mit aufgezeichnet. Eine Auswertung der Bilder in Hinblick auf das ZerflieÃen ist derzeit nicht finanziert.
Falls du nur die Durchmesserverteilung der Tropfen in natürlichen Regen messen willst, gibt es ein genial einfaches Verfahren. Man füllt ein Kiste mit Mehl. Bei Regen öffnet man kurz den Deckel. Dann siebt man die Mehlklumpen aus, wiegt sie auch eine Feinwaage, dann trocknet man sie und wiegt sie erneut. Die Differenz ist die Masse des Wassers. Daraus kann man dann einen äquivalenten Durchmesser berechnen. Man kann auch die Tropen einzeln auffangen und wiegen. Die Feinwaage sollte eine Mindestgenauigkeit von 1/10 mg haben, besser ist jedoch 1µg.
Zu Deinen Nachträgen:
Das mit den französischen Wissenschaftlern klingt nach Plagiat. In Dynamics of Droplets, erschienen Mitte der 1990er ist die "Fallschirmbildung" bereits beschrieben. Die Verteilung der Regentropfendurchmesser wurde bereits 1948 von Marshall veröffentlicht. Waldvogel hat gezeigt, dass die Verteilung der Regentropfen während eines Regens sich sprungartig ändert - dazu ist nicht erforderlich dass sich die Regenmenge ändert. Dass die GröÃenverteilung nach dem Zerstäuben der groÃen Tropfen der des Regens entsprechen soll, ist nicht glaubhaft, da sich im Regen gröÃere Tropfen dadurch bilden, dass ist im Fall kleinere Tropfen einholen, aufsammeln und so wachsen.
Im freien Fall den Punkt des Zerteilens zu treffen ist recht schwierig. der Fallgeschwindigkeit der ca. 7mm groÃen Tropfen ist etwa 10 m/s. Vor der Fallschirmbildung beginnt der Tropfen zu sc
