Filmphysik ernstgenommen – Luke Skywalker und das Tauntaun

Luke auf dem Tauntaun (C) Julia Gingras

Filmphysik ernstgenommen

Üblicherweise werden ja Filme aufgrund ihrer Filmphysik, das heißt der recht freien Auslegung bzw. Ignorierung von Naturgesetzen kritisiert. Ich möchte hier mal den umgekehrten Weg gehen. In dieser Artikelserie nehmen wir was im Film passiert ernst, und sehen uns an was das für Konsequenzen hat wenn die üblichen Naturgesetze gelten.

Dieser Artikel steht also im Kontrast zu jenem. In diesem wird erklärt weshalb Luke Skywalker mit ziemlicher Sicherheit an Hypothermie versterben wird – und das obwohl Han Solo ihn im Inneren des verstorbenen Tauntauns verstaut. Dabei trifft der Artikel aber einige fehlerhafte Annahmen – zum Beispiel wird die Masse des Tauntauns nicht mitberücksichtigt. Oder diesem wo stark vereinfacht abgeschätzt wird, wie lange es dauert bis das Tauntaun auskühlt. Auch die Mythbusters haben sich bereits damit befasst, allerdings mit nicht ganz so klirrend kalten Temperaturen und ohne Wind.

Wir gehen hier also – weil ich es ewig schon selber nachrechnen wollte und es ein sehr interessantes Beispiel ist – folgender Frage nach:

Welche Eigenschaften muss das Tauntaun haben damit Luke die Zeit übersteht die Han benötigt um das Notquartier bereit zu machen?

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Wie funktioniert eine Infrarotkamera? Emissionskoeffizient

Teil 3 – Emissionskoeffizient

In diesem Teil der „Wie funktioniert eine Infrarotkamera?“ Serie beschäftigen wir uns erstmalig damit, welche Dinge man berücksichtigen muss wenn man Temperaturen mit einer Infrarotkamera messen will. Die wirkliche Welt ist nicht ideal, aber nach den letzten beiden Artikeln haben wir das nötige Rüstzeug um uns einen weiteren Schritt vorzuwagen. Heute werden wir sehen, dass das Planck’sche Strahlungsgesetz zwar sehr hilfreich ist, wir aber der Kamera noch mindestens eine weitere Information geben müssen, damit sie die Temperatur bestimmen kann.

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Wie funktioniert eine Infrarotkamera? Grundlegendes

Teil 1 – Grundlegendes

Beginnen wir mit einer anderen Frage – wo ist eigentlich der Unterschied zwischen einer Infrarot- bzw. Wärmebildkamera und einer „normalen“ Digitalkamera wie sie zum Beispiel auch in Handykameras vorkommen? Diese grundlegende Frage versuchen wir zuerst zu beantworten um einen Überblick zu bekommen, mit Details werden wir uns später noch befassen.

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Worum wirds hier gehen?

Ein Talbot Teppich - ein Nahfeld Interferenzmuster das in Materiewelleninterferometern genutzt wird um die Wellennatur von Teilchen nachzuweisen.

gauss_diskretisiert

Kurz gesagt – aktuelles und vergangenes aus dem Bereich Quantenmechanik (hoffentlich) verständlich und so weit wie möglich anschaulich erklärt. Und dann noch Dinge die mir als Physiker bei der täglichen Arbeit unterkommen.

Die Arbeit als Wissenschafter (ich bin Physiker) ist ähnlich einem Puzzlespiel mit sehr vielen Teilen. Die Teile sind verschieden groß, manchmal unterscheiden sich die Farben kaum, und meistens passen auch welche zusammen, die eigentlich nicht zusammengehören. Irgendwie sollte – im Idealfall – irgendwann ein ganzes Bild rauskommen. Dazu muss man sich erstmal in die Thematik verbeißen und einen Überblick bekommen. Nachsehen, ob jemand andres vielleicht schon Teile des Puzzles zusammengesetzt hat. Überlegen ob das Teilbild das jemand anders erhalten hat Sinn macht. Eine Idee dafür bekommen, wie das Gesamte aussehen könnte.

Auf dem Weg zum Gesamtbild kommt man im Normalfall nicht ohne Hilfsmittel aus. Seien es Origin, MatLab oder Mathematica oder auch einfach mathematische Methoden wie Interpolation oder Nullstellensuche. Dabei programmiert man das eine oder andere Skript, oder schreibt für sich selbst eine kleine Zusammenfassung wie man von eindimensionaler auf beliebig-dimensionale Interpolation kommt. Ein paar der Dinge die ich gelernt habe und noch lernen werde möchte ich gern teilen. Einerseits weil ich die Erklärungen die ich manchmal gefunden habe als für mich nicht ganz ideal fand, andrerseits weil vielleicht selbst jemand grad ein Skript/Notebook für einen bestimmten Fall sucht. Und auch weil ichs schade fände ausgearbeitete Überlegungen in einer Schublade versauern zu lassen.

Das ist der erste Teil.

talbot_teppichDie Abbildung stellt einen sogenannten Talbot Teppich dar. Ein Nahfeld Beugungseffekt der bei der Untersuchung des Welle/Teilchen Dualismus von zB.: Molekülen sehr nützlich ist. Definitiv ein Kandidat für einen zukünftigen Post.

Ich möchte auch versuchen – und ich weiß noch nicht genau in welchem Ausmaß ich das betreiben kann – auch Dinge aus der aktuellen/vergangenen Forschung anschaulicher darzustellen. Da ich recht fasziniert von der Quantenmechanik bin wirds wenn dann wohl darum gehen. Allerdings habe ich auch Erfahrung auf den Gebieten Umweltwissenschaften und Laser-Materie Wechselwirkung – insofern möchte ich mich da noch nicht zu stark einschränken.

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