Dienstag, 1. Januar 2013

Schnellster Laserpuls

Er dauert nur 67 Attosekunden, was 67 Milliardstel einer Milliardstelsekunde entspricht - der bisher schnellste Laserpuls. Solch ein ultrakurzer Puls ist möglich, weil Wissenschaftler eine Technik optimierten, bei der kurze Laserpulse immer kürzere entstehen lassen. Das geschieht, sobald sie auf einen fokussierten Strahl Edelgas gefeuert werden. Mit Hilfe solcher schnellen Laserpulse, so hofft die Wissenschaft zumindest, sollen Bewegungen subatomarer Partikel in Echtzeit beobachtet werden, wodurch letztendlich neue und erkenntnisreiche Einblicke in die Quantenmechanik möglich sind.

Samstag, 15. Dezember 2012

Die Dampfmaschine

Anzeige - Die Dampfmaschine
Schon in vorchristlicher Zeit entwickelte der griechische Mathematiker Heron die erste Dampfmaschine, welche allerdings noch keinen praktischen Nutzen hatte. Der sogenannte Heronsball, welcher auch unter dem Begriff "Aeolipile" bekannt ist, zeigte lediglich die Expansionskraft von Wasserdampf sowie das Rückstoßprinzip auf.

Nutzbare Dampfmaschinen in der Industriellen Revolution

Die ersten in der Praxis angewandten Dampfmaschinen stellte man ab 1712 her, und sie stammten von Thomas Newcomen. Derart Dampfmaschinen setzte man zunächst ein, um Wasser in Bergwerken abpumpen zu können. Da diese Dampfmaschinen noch recht ineffektiv waren, entwickelte James Watt sie weiter.

Das Prinzip der Dampfmaschinen

Eine Dampfmaschine macht sich thermodynamische Energie zu Nutze, welche erzeugt wird, sobald sich der unter hohem Druck entstehende Wasserdampf ausdehnt. Auf diese Weise sind Dampfmaschinen in der Lage, die thermodynamische Energie in mechanische Drehenergie umzuwandeln, wodurch folglich Antriebsräder oder auch Kolben angetrieben werden können.

In der Regel wird der Dampf in einem Kessel produziert, indem dieser Kessel beheizt und stetig mit Wasser versorgt wird. Aus dem im Kessel erhitzten Wasser wird Dampf, welcher unter Druck in einen Zylinder gepresst wird, so dass ein in ihm befindlicher Kolben nach oben oder unten gedrückt wird und somit mechanische Energie ensteht. Die Bewegungsrichtung des Kolbens kann übrigens mit Hilfe eines Schiebeventils gesteuert werden.

Dampfmaschine ermöglicht Massenproduktion

Weltweit nutzt man bis heute das Prinzip der Dampfmaschine - etwa 80 Prozent des Stroms wird durch Dampfturbinen produziert. Ohne die Erfindung der Dampfmaschine wäre eine Automatisierung sowie eine Massenproduktion wohl kaum möglich.

Donnerstag, 29. November 2012

Riesensterne - Die großen Himmelskörper

Sie können 1.000 Mal größer sein und hundert Mal mehr Masse aufweisen als unsere Sonne - die gewaltigen Riesensterne. Der bisher größte bekannte Stern ist Schätzungen nach 2.100 Mal größer als die Sonne und wird VY Canis Majoris genannt. Zwar haben Riesensterne verschiedene Größen mit unterschiedlichsten Temperaturen, dennoch werden sie in Rote Riesen und Blaue Riesen unterteilt.

Roter Riese

Um als Roter Riese zu gelten, muss der Stern eine Masse besitzen, die mindestens das Achtfache unserer Sonne aufweist. Solche Riesensterne sind in der Regel alte Sterne, die einst die annähernden Ausmaße unseres Zentralgestirns hatten. Die Entstehung solcher Riesensterne ist die Folge des zur Neige gehenden Wasserstoffs im Kern, wodurch dann die Fusionsprozesse stoppen. Anschließend fängt der Stern an zu kollabieren, was sich fortführt, bis in den äußeren Schichten, in denen noch Wasserstoff enthalten ist, erneut Fusionsprozesse starten. Innerhalb von einigen Millionen Jahren, was sehr kurz im Vergleich zur gesamten Lebensdauer eines Sterns ist, verbrennt der übrige Wasserstoff. Und während dieser letzten Fusionsperiode strahlt solch ein Riesenstern etwa 100.000 Mal mehr als unsere Sonne. Letztendlich explodiert dann der Rote Riese als Supernova, was bewirkt, dass daraus im Anschluss ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch wird.

Blauer Riese

Anders als mit Roten Riesen verhält es sich mit Blauen Riesen - sie sind viel heißer, aber kleiner. Außerdem ist ein Blauer Riese nur 25 Mal so groß wie unsere Sonne und hat eine geringe Lebensdauer von wenigen Millionen Jahren. Voraussetzung für die Entstehung eines solchen Riesensterns ist, dass er mehr als die zehnfache Masse der Sonne hat und es unmittelbar vor seinem Ableben zu einer allmählichen Verbrennungsphase kommt.

Wechselspiel der Prozesse

Ebenso ist es möglich, dass Rote Riesen zu Blauen Riesen werden - das geschieht dann, wenn sich die Fusion verlangsamt. Und generell kann es sein, dass sich ein Stern innerhalb seines Lebens mehrere Male vom Roten Riesen zum Blauen Riesen wandelt - umgekehrt genauso. Übrigens existieren auch noch Gelbe Riesen, welche kühler als Blaue Riesen sind und weniger Masse besitzen. 

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Dienstag, 20. November 2012

Das Fernsehen damals und heute

Das Jahr 1880 - schon zu jener Zeit war die grundsätzliche Funktionsweise des Fernsehens bekannt, denn der französische Ingenieur Maurice LeBlanc beschrieb sie in einer Zeitschrift. Und 20 Jahre später bekam diese Funktionsweise von Constantin Perskyi sogar den Namen "Television", welcher eine Wortkombination aus einem griechischen und einem lateinischen Begriff ist. Wie auch heute noch, gab es schon damals Stimmen, die das Fernsehen als Verschwendung von Zeit und Geld verdammten.

Die Entwicklung des Fernsehens

Auch wenn es genügend Skeptiker gab, arbeitete man enorm dran, Bilder über große Entfernungen übertragen zu können. Bis in die 1920er Jahre dauerte es allerdings, bis es endlich zwei Durchbrüche gab. Zunächst ist es 1922 dem amerikanischen Erfinder Charles Francis Jenkins gelungen, wenigstens ein Standbild per Funk zu übermitteln. Und nur drei Jahre danach übertrug John Logie Baird - ein schottischer Erfinder - mit Hilfe einer eigens ausgetüftelten Technik ein Live-Bild eines menschlichen Gesichts.

Der Schotte gilt seitdem somit als Erfinder des modernen Fernsehens sowie des Farbfernsehens, welches 1928 von ihm präsentiert wurde. Seit dieser Zeit wurde die Technik des Fernsehens stets verbessert, was auch dazu führte, dass beispielsweise das anfänglich verwendete Farbfilterrad durch vollelektronische Systeme ausgetauscht wurde. Und abgelöst werden die klassischen Röhrenfernseher in jüngerer Zeit von LCD- und Plasmafernsehgeräten.

Das Fernsehen damals und heute

ab 1930
  • Fernseher waren kommerziell erhältlich und besaßen vollelektronische Systeme mit typischer Kathodenstrahlröhre und einem phosphoreszierenden Bildschirm
ab 1950
  • die Bildfrequenzen fürs Fernsehen wurden standardisiert:
  • in den USA auf 30 fps (Bilder je Sekunde)
  • in Europa auf 25 fps
ab 1970
  • Standards fürs Farbfernsehen wurden eingeführt: 
  • NTSC (USA, Kanada, Japan)
  • PAL (Europa, China, teilweise in Afrika und Südamerika)
  • SECAM (Frankreich, Russland, teilweise Afrika)
ab 1990
  • neben dem klassischen analogen Fernsehstandards wurde das digitale Fernsehen eingeführt
  • Widescreens mit 1.080 Zeilen wurden vorgestellt
seit 2011
  • 3D-Fernsehgeräte sowie Super-HD-Fernseher werden auf der ganzen Welt verkauft
  • in westlichen Ländern wird größtenteils auf digitale Übertragung umgeschaltet

Freitag, 16. November 2012

Raubkatzen - strategische Jäger

Sie besitzen kräftige Muskeln, sind gut getarnt und zudem strategische Jäger - Raubkatzen. Aufgrund ihrer Gelenkigkeit sowie ihren gewaltigen Klauen sind alle Raubkatzen in der Lage, Bäume zu erklettern. Ein sehr beeindruckendes Beispiel ist vor allem der Leopard, denn er kann eine junge Giraffe etwa sechs Meter einen Baum hinaufschleppen. Dass diese Raubkatze überhaupt einen Baum mit ihrer Beute erklimmt, liegt daran, dass der strategische Jäger keinesfalls mit Aasfressern teilen will.

Für Raubkatzen ist es schwierig, längere Distanzen im schnellen Lauf zu überwinden - schließlich kostet das für diese Tiere sehr viel Energie. Aus diesem Grunde besteht die Strategie des Löwen, Tigers, Leoparden, Pumas sowie der anderen großen Raubkatzen darin, sich anzuschleichen und so zuzupacken, dass es für das Beutetier tödlich ist. In der Regel geschieht das, indem die Raubkatzen mit ihrem kräftigen Gebiss und den spitzen Zähnen einen Genickbiss vollziehen. Anzumerken ist, dass die Raubkatzen kaum eine dauerhafte Überlebenschance hätten, wenn sie nicht so gnadenlos vorgehen würden.

Steckbriefe der Raubkatzen

  • Tiger
Alter: 20 bis 26 Jahre
Gewicht: 240 Kilogramm
Länge: 3 Meter
Höhe: 1 Meter
bevorzugte Nahrung: Wildschwein, Wasserbüffel
fähig zu brüllen: ja
Heimat: Indien, Südostasien, Südostsibirien

  • Löwe
Alter: 10 bis 14 Jahre
Gewicht: 200 Kilogramm
Länge: 2,20 Meter
Höhe: 1,20 Meter
bevorzugte Nahrung: Gnu, Zebra
fähig zu brüllen: ja
Heimat: Afrika (südlich der Sahara), Nationalpark Indien


  • Leopard
Alter: 18 bis 20 Jahre
Gewicht: 60 Kilogramm
Länge: 2,10 Meter
Höhe: 0,65 Meter
bevorzugte Nahrung: Affe, Thomson-Gazelle
fähig zu brüllen: ja
Heimat: Ostafrika, Zentralafrika, teilweise in Indien


  • Puma
Alter: 8 bis 10 Jahre
Gewicht: 80 Kilogramm
Länge: 2,40 Meter
Höhe: 0,75 Meter
bevorzugte Nahrung: Elch, Wild
fähig zu brüllen: nein
Heimat: Westkanada, Zentral- und Südamerika, Zentral- und West-USA


  • Jaguar
Alter: 12 bis 15 Jahre
Gewicht: 75 Kilogramm
Länge: 2,20 Meter
Höhe: 0,75 Meter
bevorzugte Nahrung: Kaiman, Wasserschwein
fähig zu brüllen: ja
Heimat: Zentral- und Südamerika


  • Gepard
Alter: 12 bis 14 Jahre
Gewicht: 55 Kilogramm
Länge: 1,30 Meter
Höhe: 0,80 Meter
bevorzugte Nahrung: Impala, Thomson-Gazelle
fähig zu brüllen: nein
Heimat: Afrika (südlich der Sahara), teilweise Iran


  • Schneeleopard
Alter: 15 bis 18 Jahre
Gewicht: 40 Kilogramm
Länge: 1,90 Meter
Höhe: 0,60 Meter
bevorzugte Nahrung: Ziege, Steinbock
fähig zu brüllen: nein
Heimat: Himalaya, Hindukusch, Altai- und Changaigebirge


  • Nebelparder
Alter: 7 bis 10 Jahre
Gewicht: 18 Kilogramm
Länge: 1,80 Meter
Höhe: 0,33 Meter
bevorzugte Nahrung: Schweinshirsch, Quastenstachler
fähig zu brüllen: nein
Heimat: Nepal, Südostasien