Inhalt         "Hat man was gesehen???"

Einleitung

(Friederike Korneck, Jürgen Brendel)

Dieser Kurs stand ganz im Zeichen von Wirbeln: Zum einen der Aufbau und die Entstehung von Wirbeln in Flüssigkeiten und Gasen, zum anderen deren Analoga im Laserlichtfeld.
Strömungsphänomene in der Natur und im Alltag, vom Wirbelsturm bis zum Strudel beim Ablauf des Badewassers, bildeten den Einstieg in unseren Kurs, unterstützt von zahlreichen Experimenten, wie Stürme im Becherglas, Tornados in der Limonadenflasche, Rauchwirbel, dem Reynoldsche Farbfadenversuch u.a.
In den Vorträgen der Teilnehmer wurde deutlich, daß die Flüssigkeitsdynamik ein interdisziplinäres Forschungsgebiet ist, deren Erkenntnisse unter anderem in der Medizin, der Meteorologie, der Biologie und der Technik eine wichtige Rolle spielen. Deshalb ist dieses Thema besonders gut geeignet, über den "Tellerrand" der Physik zu schauen.
Die Strömungsdynamik gilt, wegen der anspruchsvollen Mathematik, als äußerst kompliziertes Gebiet in der Physik. Viele Phänomene, z.B. die voll ausgebildete Turbulenz, sind bis heute noch nicht vollständig geklärt, obwohl sich namhafte Naturwissenschaftler wie Landau, von Weizsäcker, Heisenberg, aber auch Leonardo da Vinci sich mit Strömungsphänomenen beschäftigt haben. Gerade von Leonardo (1452 - 1519) können wir sehr viel über genaues Beobachten und Beschreiben von Naturphänomenen lernen.

Die Exkursion zur Deutschen Luft- und Raumfahrtgesellschaft (DLR) bildete einen Höhepunkte des Kurses, zu deren Vorbereitung wir uns mit dem Gesetz von Bernoulli, dem aerodynamische Auftrieb und dem Strömungswiderstand beschäftigten.

Flüssigkeitssysteme sind nichtlineare Systeme, die sich durch zwei scheinbar komplementäre Eigenschaften auszeichnen: Auf der einen Seite kann ihr Verhalten völlig unvorhersagbar sein, auf der anderen Seite sind sie in der Lage, spontan Muster zu bilden. Dieses Verhalten tritt aber nicht nur bei Flüssigkeiten und Gasen auf, sondern es gilt universell für völlig verschiedene nichtlineare Systeme. Eine Einführung in die Grundbegriffe der nichtlinearen Dynamik und der Synergetik bildeten einen weiteren Teil des Kurses. Wir betrachteten zwei verschiedene Modellsysteme: Zum einen Flüssigkeiten und Gase und zum anderen das Laserlichtfeld. Ein Ziel unseres Kurses war dabei, die Eigenschaften von Wirbeln in Flüssigkeiten und Gasen auf analoge Erscheinungen im Laserlicht zu übertragen.
Unser Kurs war dementsprechend thematisch zweigeteilt: Im Anschluß an den grundlegenden Abschnitt zur Hydro- und Aerodynamik, sowie zu den Eigenschaften nichtlinearer Systeme wechselten wir zur Wellenoptik. Wir erarbeiteten anhand von Experimenten und Vorträgen die elementaren Eigenschaften klassischer Lichtfelder, wie Interferenz und Kohärenz, sowie die speziellen Eigenschaften des Laserlichts.

Ein glücklicher Zufall für uns war, daß an der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig die Arbeitsgruppe von Dr. C. O. Weiss auf dem Gebiet der Wirbelbildung in Laserlichtfeldern forscht. Unsere Exkursion zur PTB hat gezeigt, daß es sich hierbei um ein hochaktuelles Forschungsgebiet handelt, das sich noch in den Anfängen befindet. Wir möchten auf diesem Wege Herrn Vaupel noch einmal dafür danken, daß er uns sein Arbeitsgebiet so anschaulich vermittelt hat.  Diese Exkursion stand am Ende unserer Kursarbeit und führte gleichzeitig zum Anfang zurück, indem sie uns die Verwandtschaft der beiden zunächst scheinbar grundverschieden Themengebiete der Physik, die Hydrodynamik und die Laserphysik, deutlich vor Augen führte.


Hendrik Hoeth
Canada Dormitory 50/5/1
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