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Was die Lichtsäule mit dem Lichtschwert zu tun hat

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www.wissenstexte.de > Physik-Wissen > Optik > Lichtsäule

Lichtsäule und Lichtschwert

Lichtsäule: Leuchterscheinung

Wenn die Sonne tief steht, kann man manchmal einen Lichtstreifen beobachten, der von der Sonne nach oben zeigt. Diese Lichtstreifen entstehen, wenn das Sonnenlicht an Eisplättchen reflektiert wird. Sie gehören zu den Halo-Erscheinungen.

Abb. 1 ¦ Lichtsäule  
BildunterschriftDie Lichtsäule oberhalb der Sonne ist nicht sehr ausgeprägt, aber doch gut zu erkennen. Bildunterschrift Ende

Spiegelungen und Lichtschwerter

Der Anblick ist so gewohnt, dass man selten darüber nachdenkt – wenn Sonne, Mond oder auch Lampen sich in einer Wasserfläche spiegeln, sieht man meist nicht ihr rundes Abbild, sondern lange Streifen, die man Lichtschwert nennt.

Abb. 2 ¦ Lichtschwert auf dem Eis  
BildunterschriftDieses Lichtschwert entstand auf dem Eis des Boddens bei Born auf dem Darß. Bildunterschrift Ende

Diese längliche Form der Spiegelbilder entsteht durch die wellige oder raue Oberfläche der spiegelnden Fläche. Zum Vergleich zeigen die nächsten Abbildungen Spiegelbilder von Wolken auf unbewegtem Wasser und auf einer Wasserwelle.

Abb. 3a ¦ Wolkenspiegelbild  
BildunterschriftAuf dem unbewegten Wasser der Trebel sind Original und Spiegelbild der Wolke kaum zu unterscheiden. Bildunterschrift Ende
Abb. 3b ¦ Wolken auf Wellen  
BildunterschriftDie Bewegung des Paddels erzeugt leichte Wellen. Jede einzelne Welle erzeugt ein eigenes Spiegelbild der Wolke, wie man rechts und am linken Rand des Baumspiegelbildes erkennen kann. Die Spiegelbilder der rechten Wolke verschwimmen teilweise ineinander und erzeugen so ein verlängertes Spiegelbild. Bildunterschrift Ende

Durch die Wellenbewegung gibt es mehrere Spiegelflächen, die jede ihr eigenes Spiegelbild der Wolke in das Auge des Beobachters werfen. Dadurch hat die gesamte Spiegelung der Wolke eine größere Ausdehnung, sie wirkt länger. Hat man nun auf einer ausgedehnten Wasserfläche (oder Eisfläche) sehr viele Wellen und Rauigkeiten, gibt es so viele Spiegelbilder, dass diese zu einer länglichen Bahn verschmelzen – dem Lichtschwert.

Abb. 4 ¦ Lichtschwert: Entstehung  
BildunterschriftJede einzelne Welle erzeugt ein eigenes Spiegelbild der Sonne, sodass man bei vielen Wellen ein langgezogenes Lichtschwert sieht.
Anmerkung: Auch hier gilt natürlich für die Reflexion, dass Einfallswinkel und Ausfallswinkel gleich groß sind, auch wenn ich das hier aus reiner Bequemlichkeit bei der Zeichnung ignoriert habe. Bildunterschrift Ende

Lichtsäule: Entstehung

Die Lichtsäule über der Sonne entsteht auf die gleiche Weise. Die Eiskristalle liegen nicht exakt horizontal, sondern sie schwanken leicht. Für jede der Ausrichtungen entsteht ein eigenes Spiegelbild, da immer genügend Kristalle für jede Ausrichtung vorhanden sind.

Abb. 5 ¦ Lichtsäule: Entstehung  
BildunterschriftJedes der leicht unterschiedlich ausgerichteten Eisplättchen erzeugt ein eigenes Spiegelbild der Sonne, sodass man wegen der riesigen Zahl von Eisplättchen die Lichtsäule sieht. Die Eisplättchen sind in Wirklichkeit nicht zylindrisch geformt, sondern sechseckig.
Anmerkung: Auch hier gilt natürlich für die Reflexion, dass Einfallswinkel und Ausfallswinkel gleich groß sind, auch wenn ich das hier aus reiner Bequemlichkeit bei der Zeichnung ignoriert habe. Bildunterschrift Ende

Eine Lichtsäule entsteht meist auch unterhalb der Sonne, nur ist diese selten zu sehen, weil der Effekt in der Regel bei tief stehender Sonne auftritt. Dann verschwindet der untere Teil der Lichtsäule unter dem Horizont.

© Wiebke Salzmann, Januar 2022

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