Mondhalo

[Konni Scheller]

Hallo,

vor ein paar Tagen (bzw. Nächten ;-) gab es hier bei relativ trockener
Luft einen sagenhaften, kreisrunden Mondhalo. Das Bild kann ich leider
nicht veröffentlichen/verlinken, ist aus einer internen Mailingliste von
http://www.sfeu.ebermannstadt.de , Sternwarte Feuerstein.

Interessant war, laut Klaus' Auskunft, dass der Halo genau 22 Grad im
Halbmesser hatte. Wie kommt sowas?

Angeblich sollen es immer 22 Grad sein.

Servus,
Konni



--
Ein Alkoholiker ist ein Mensch, der mehr trinkt als sein Arzt. Ergo:
richtigen Arzt waehlen. (Rainer Fonrobert in ger.ct)

[René Schuster]

On 2011-12-15 11:05, Konni Scheller wrote:

> Interessant war, laut Klaus' Auskunft, dass der Halo genau 22 Grad im
> Halbmesser hatte. Wie kommt sowas?
>
> Angeblich sollen es immer 22 Grad sein.

Das ist nicht nur beim Mondhalo so, sondern bei jedem Halo und liegt an
der Brechung des Lichts in den Eiskristallen. Bei einem sehr hellen Halo
gibt es manchmal noch ein "Nebenhalo" mit 46°.

--
rs

[Konni Scheller]

René Schuster <rene+...@schuster.priv.at> wrote:

> Das ist nicht nur beim Mondhalo so, sondern bei jedem Halo und liegt an
> der Brechung des Lichts in den Eiskristallen. Bei einem sehr hellen Halo
> gibt es manchmal noch ein "Nebenhalo" mit 46°.

Kannst du das genauer ausführen? Warum immer 22 Grad? Hängt das mit dem
Brechungsindex zusammen?

[Oliver Jennrich]

ksch...@ochs.franken.de (Konni Scheller) writes:

>> Das ist nicht nur beim Mondhalo so, sondern bei jedem Halo und liegt an
>> der Brechung des Lichts in den Eiskristallen. Bei einem sehr hellen Halo
>> gibt es manchmal noch ein "Nebenhalo" mit 46°.
>
> Kannst du das genauer ausführen? Warum immer 22 Grad? Hängt das mit dem
> Brechungsindex zusammen?

Ja, und an der Geometrie der Eiskristalle. Das sind hexagonale Prismen
und der minimale Winkel sind da etwa 22 Grad:

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Path_of_rays_in_a_hexagonal_prism.png

--
Space - The final frontier

[Stefan Mahrhold]

Hallo!

Am 16.12.2011 20:55, schrieb Oliver Jennrich:
> Ja, und an der Geometrie der Eiskristalle. Das sind hexagonale Prismen
> und der minimale Winkel sind da etwa 22 Grad:

Irgendwie habe ich das sogar gewusst - verstehen tue ich es trotzdem
nicht: Lichtstrahlen, die sich von einer punktförmigen Quelle (Mond),
also unter unterschiedlichen Winkeln ausdehnen, treffen auf
Eiskristalle, die in allen möglichen Orientierungen vorkommen. Wieso
ergibt das nur einen 22° Halo? Oder ist es so, dass die Lichtstrahlen
vom Mond annähernd parallel verlaufen und eben nur die Eiskristalle das
Licht brechen, die zufällig in der richtigen Orientierung vorliegen?
Aber immerhin befinden sich dann die Eiskristalle noch an verschiedenen
Orten... Die Fragen geistern jedenfalls schon länger in meinem Kopf rum!

Schönen 4. Advent,
Stefan

[Volker Gringmuth]

Stefan Mahrhold wrote:

> Oder ist es so, dass die Lichtstrahlen
> vom Mond annähernd parallel verlaufen

Da die Erde vom Mond aus gesehen einen Winkeldurchmesser von etwa 1,5 Grad
haben dürfte (Mond umgekehrt 0,5 Grad, Erde ist rund dreimal so groß), kann
der Winkel zweier Mondlichtstrahlen zueinander, die auf irnkwelche
Eiskristalle treffen, nicht größer sein als das.


vG

[René Schuster]

On 2011-12-16 22:44, Konni Scheller wrote:

> René Schuster <rene+...@schuster.priv.at> wrote:
>
>> Das ist nicht nur beim Mondhalo so, sondern bei jedem Halo und liegt an
>> der Brechung des Lichts in den Eiskristallen. Bei einem sehr hellen Halo
>> gibt es manchmal noch ein "Nebenhalo" mit 46°.
>
> Kannst du das genauer ausführen? Warum immer 22 Grad? Hängt das mit dem
> Brechungsindex zusammen?

Ja.

<http://de.wikipedia.org/wiki/Halo_%28Lichteffekt%29#Physikalische_Grundlagen_des_22.C2.B0-Rings>

HTH!

--
rs

[K.Huller]

Da Mond und zugehöriger Halo vom selben Beobachter an einem festen Ort
(Pupille<<Mond) beobachtet werden, kann man auf die Betrachtung des
Erddurchmessers verzichten. Übrig bleiben die 0.5° Monddurchmesser als
maximal möglicher Winkel zwischen zwei beteiligten Strahlen.

Gruß
Knut

[Harald Maedl]

Stefan Mahrhold wrote:
> Am 16.12.2011 20:55, schrieb Oliver Jennrich:

>> Ja, und an der Geometrie der Eiskristalle. Das sind hexagonale Prismen
>> und der minimale Winkel sind da etwa 22 Grad:
> Irgendwie habe ich das sogar gewusst - verstehen tue ich es trotzdem
> nicht: Lichtstrahlen, die sich von einer punktförmigen Quelle (Mond),
> also unter unterschiedlichen Winkeln ausdehnen, treffen auf

> Eiskristalle, die in allen möglichen Orientierungen vorkommen. ...

Das trifft wohl zu, solange sie klein sind

> ...Wieso

> ergibt das nur einen 22° Halo? Oder ist es so, dass die Lichtstrahlen
> vom Mond annähernd parallel verlaufen und eben nur die Eiskristalle das
> Licht brechen, die zufällig in der richtigen Orientierung vorliegen?

Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Größe auf ihrem Sinkflug eine
stabile Lage ein. Sie sind gewissermaßen dann gerichtet. Das, was an
Licht vom Mond auf der Erde ankommt, kann man näherungsweise als
ausreichend gerichtet betrachten, zumindest um den Halo-Effekt damit
begründen zu können.

[Oliver Jennrich]

Wenn die Eiskristalle eine Vorzugsrichtung hätten, dann wäre der Halo
nicht ausgerechnet kreisförmig.

[Oliver Jennrich]

"Ralf . K u s m i e r z" <m...@privacy.invalid> writes:

> begin quoting, Oliver Jennrich schrieb:

>
>>>>> Ja, und an der Geometrie der Eiskristalle. Das sind hexagonale Prismen
>>>>> und der minimale Winkel sind da etwa 22 Grad:
>>>> Irgendwie habe ich das sogar gewusst - verstehen tue ich es trotzdem
>>>> nicht: Lichtstrahlen, die sich von einer punktförmigen Quelle (Mond),
>>>> also unter unterschiedlichen Winkeln ausdehnen, treffen auf
>>>> Eiskristalle, die in allen möglichen Orientierungen vorkommen. ...
>>> Das trifft wohl zu, solange sie klein sind
>

> Genau.

>
>>>> ...Wieso
>>>> ergibt das nur einen 22° Halo? Oder ist es so, dass die Lichtstrahlen
>>>> vom Mond annähernd parallel verlaufen und eben nur die Eiskristalle das
>>>> Licht brechen, die zufällig in der richtigen Orientierung vorliegen?
>

> Exakt das.

>
>>> Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Größe auf ihrem Sinkflug eine
>>> stabile Lage ein. Sie sind gewissermaßen dann gerichtet. Das, was an
>>> Licht vom Mond auf der Erde ankommt, kann man näherungsweise als
>>> ausreichend gerichtet betrachten, zumindest um den Halo-Effekt damit
>>> begründen zu können.
>> Wenn die Eiskristalle eine Vorzugsrichtung hätten, dann wäre der Halo
>> nicht ausgerechnet kreisförmig.
>

> Sondern man erhielte zwei Nebensonnen?

Richtig. Oder, je nach Ausprägung der Vorzugsrichtung, zwei Nebensonnen
und den Halo.

[Benno Hartwig]

"Harald Maedl" <harald...@gmx.de> schrieb

> Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Gr��e auf ihrem Sinkflug eine
> stabile Lage ein.

Ich glaube nicht, dass das darauf ankommt.
F�r die Kreisbildung ist wohl sogar Zuf�lligkeit der Ausrichtung notwendig!
Ein Lichtstrahl, der durch eine Fl�che reinkommt und auf der
gegen�berliegenden Seite austritt, hat keine Richtungsver�nderung.
Die beiden benachbarten Seiten bringen wohl beim Austritt eben
ungef�hr 22� Ablenkung. (und die �brigen 2 spielen hier wohl
keine Rolle). Andere Winkel�nderungen gibt es nicht.

Und wenn ich dann eben 22� neben den Mond sehe, erhalte ich von
dort Licht, welches mir ein Teil dieser Kristalle zu-brachen.
Andere Winkel zum Mond bieten keine Kristalle, die mir Licht
zu-brechen k�nnten. Allenfalls bei Mehrfach-Brechungen,
wodurch dann wohl Nebenhalos entstehen k�nnen.

Benno

[Konni Scheller]

Benno Hartwig <benno....@gmx.de> wrote:

> "Harald Maedl" <harald...@gmx.de> schrieb
>

> > Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Größe auf ihrem Sinkflug eine

> > stabile Lage ein.
>
> Ich glaube nicht, dass das darauf ankommt.

Kam mir auch merkwürdig vor.

> Für die Kreisbildung ist wohl sogar Zufälligkeit der Ausrichtung notwendig!
> Ein Lichtstrahl, der durch eine Fläche reinkommt und auf der
> gegenüberliegenden Seite austritt, hat keine Richtungsveränderung.

> Die beiden benachbarten Seiten bringen wohl beim Austritt eben

> ungefähr 22° Ablenkung. (und die übrigen 2 spielen hier wohl
> keine Rolle). Andere Winkeländerungen gibt es nicht.

Hm. Das bedeutet, es hängt vom Brechungsindex des Eises ab?

> Und wenn ich dann eben 22° neben den Mond sehe, erhalte ich von
> dort Licht, welches mir ein Teil dieser Kristalle zu-brachen.

...und da das wellenlängenabhängig ist, erscheint der Regenbogen.

> Andere Winkel zum Mond bieten keine Kristalle, die mir Licht

> zu-brechen könnten. Allenfalls bei Mehrfach-Brechungen,
> wodurch dann wohl Nebenhalos entstehen können.

Dann wird's wohl heftig.

[René Schuster]

On 2012-01-04 04:07, Konni Scheller wrote:

> Hm. Das bedeutet, es hängt vom Brechungsindex des Eises ab?

Hier *nocheinmal* der Link, sogar mit Bild:

<http://de.wikipedia.org/wiki/Halo_%28Lichteffekt%29#Physikalische_Grundlagen_des_22.C2.B0-Rings>

--
rs

[Konni Scheller]

René Schuster <rene+...@schuster.priv.at> wrote:

> > Hm. Das bedeutet, es hängt vom Brechungsindex des Eises ab?
>
> Hier *nocheinmal* der Link, sogar mit Bild:
>

> <http://de.wikipedia.org/wiki/Halo_%28Lichteffekt%29..>

Was leider die Frage nicht beantwortet.

Wären jetzt die Kristalle aus Diamant, ist dann der Halowinkel von 22
Grad verschieden?

[Harald Maedl]

Konni Scheller wrote:
> Benno Hartwig <benno....@gmx.de> wrote:
>> "Harald Maedl" <harald...@gmx.de> schrieb

>>> Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Größe auf ihrem Sinkflug eine
>>> stabile Lage ein.
>> Ich glaube nicht, dass das darauf ankommt.
> Kam mir auch merkwürdig vor.

Gut, wie ich gerade auf <http://www.atoptics.co.uk/halosim.htm> (wohl
einer besten Seiten zu Halos) gelesen habe, ist eine bestimmte
Orientierung nicht unbedingt notwendig.
Die Erklärung folgt in <http://www.atoptics.co.uk/halo/random.htm>
Andererseits macht es das Rätsel nicht geringer, denn die Kunst, einen
schönen Halo erzeugen, bestünde ja dann darin, die Eiskristalle quasi
ohne Vorzugsorientierung durch die Luft schweben zu lassen - und genau
dieses ist das Rätsel, wie das vonstatten gehen soll.

Schaut euch einmal die Seiten an, Spitze gemacht, auch mit Applets, bei
den denen man mit den Eisprismen ein wenig spielen kann. Weiterhin wird
ein Download eines Simulationsprogramms angeboten, mit welchem auf dem
Rechner die verschiedensten Halos simulieren kann. Sehr nett!

[Oliver Jennrich]

Harald Maedl <harald...@gmx.de> writes:

> Konni Scheller wrote:
>> Benno Hartwig <benno....@gmx.de> wrote:
>>> "Harald Maedl" <harald...@gmx.de> schrieb
>
>>>> Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Größe auf ihrem Sinkflug eine
>>>> stabile Lage ein.
>>> Ich glaube nicht, dass das darauf ankommt.
>> Kam mir auch merkwürdig vor.
>
> Gut, wie ich gerade auf <http://www.atoptics.co.uk/halosim.htm> (wohl
> einer besten Seiten zu Halos) gelesen habe, ist eine bestimmte
> Orientierung nicht unbedingt notwendig.
> Die Erklärung folgt in <http://www.atoptics.co.uk/halo/random.htm>
> Andererseits macht es das Rätsel nicht geringer, denn die Kunst, einen
> schönen Halo erzeugen, bestünde ja dann darin, die Eiskristalle quasi
> ohne Vorzugsorientierung durch die Luft schweben zu lassen - und genau
> dieses ist das Rätsel, wie das vonstatten gehen soll.

Wo soll denn eine Vorzugsrichtung herkommen?

[Thomas Koller]

Harald Maedl <harald...@gmx.de> wrote:
>>>> Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Größe auf ihrem Sinkflug eine
>>>> stabile Lage ein.
>>> Ich glaube nicht, dass das darauf ankommt.
>> Kam mir auch merkwürdig vor.

> Gut, wie ich gerade auf <http://www.atoptics.co.uk/halosim.htm> (wohl
> einer besten Seiten zu Halos) gelesen habe, ist eine bestimmte
> Orientierung nicht unbedingt notwendig.

"nicht unbedingt notwendig" ist jetzt aber stark beschönigend.
Warum sagst nicht klipp und klar, dass das mit der stabilen Lage
der Kristalle für den 22° Halo Unsinn war?

> Die Erklärung folgt in <http://www.atoptics.co.uk/halo/random.htm>
> Andererseits macht es das Rätsel nicht geringer, denn die Kunst, einen
> schönen Halo erzeugen, bestünde ja dann darin, die Eiskristalle quasi
> ohne Vorzugsorientierung durch die Luft schweben zu lassen - und genau
> dieses ist das Rätsel, wie das vonstatten gehen soll.

Wieso sollte es eine Kunst sein, dass die Eiskristalle keine
Vorzugsorientierung haben? Welchen Grund gäbe es denn, dass die
Kristalle in eine bestimmte Richtung orientiert sein sollten?
Wenn es keine Kraft gibt, welche den Kristallen eine bestimmte
Orientierung aufzwingt, ist es doch die einfachste Sache, dass man
eine zufällige Orientierung annimmt.

Tom

[Oliver Jennrich]

ksch...@ochs.franken.de (Konni Scheller) writes:

> René Schuster <rene+...@schuster.priv.at> wrote:
>
>> > Hm. Das bedeutet, es hängt vom Brechungsindex des Eises ab?
>>
>> Hier *nocheinmal* der Link, sogar mit Bild:
>>
>> <http://de.wikipedia.org/wiki/Halo_%28Lichteffekt%29..>
>
> Was leider die Frage nicht beantwortet.
>
> Wären jetzt die Kristalle aus Diamant, ist dann der Halowinkel von 22
> Grad verschieden?

Ja. Bei Diamant gibt es keinen Halo (jedenfalls nicht den, den es beim
Eis gibt), denn der Brechungsindex von Diamant ist so hoch, dass
Totalreflektion eintritt. Aber der Reihe nach.

Bei einem Prisma ist der minimale Ablenkwinkel gerade dann gegeben,
wenn das Licht *innerhalb* des Prismas parallel zur Basis(-kante)
läuft. Das findet man in einschlägigen Optikbüchern meist für das
dreiseitige Prisma hergeleitet, aber für den hier vorliegenden Fall
(Transmission durch das hexagonale Prisma) kann man sich ja einfach die
fehlende Spitze dazudenken (schließlich ist ein Sechseck nichts anderes
als ein Dreieck, dem man die Spitze abgeschnitten hat.

Der Ablenkwinkel d ist gegeben durch

d = 2 arcsin( n⋅sin(a/2) ) − a

wobei a der Winkel zwischen den brechenden Oberflächen ist (beim Hexagon
also 60 Grad und n der Brechungsindex (genauer das Verhältnis der
Brechungsindizes von innen und außen, aber hier ist außen Luft)
des Materials.

Also ist

d = 2 arcsin( n/2 ) − 60 Grad

Daraus sieht man erstens, dass mit dem Brechungsindex von Eis (1.31) d
etwa 22 Grad beträgt und zweitens dass der Winkel imaginär wird (immer
ein gutes Zeichen dafür, dass man etwas falsch macht), wenn n>2 ist. Der
Brechungsindex von Diamant ist 2.42.

Wenn man nicht gerade auf Diamanten besteht, sondern sich mit Strass
(Zirkon, n=1.92) zufrieden gibt, dann hat man d ~ 87.5 Grad.

[Harald Maedl]

Oliver Jennrich wrote:

> Harald Maedl <harald...@gmx.de> writes:

>> Andererseits macht es das Rätsel nicht geringer, denn die Kunst, einen
>> schönen Halo erzeugen, bestünde ja dann darin, die Eiskristalle quasi
>> ohne Vorzugsorientierung durch die Luft schweben zu lassen - und genau
>> dieses ist das Rätsel, wie das vonstatten gehen soll.
> Wo soll denn eine Vorzugsrichtung herkommen?

siehe <050112.1156...@maedl-online.de>

[Harald Maedl]

Thomas Koller wrote:
> Harald Maedl <harald...@gmx.de> wrote:

>>>>> Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Größe auf ihrem Sinkflug eine
>>>>> stabile Lage ein.
>>>> Ich glaube nicht, dass das darauf ankommt.
>>> Kam mir auch merkwürdig vor.
>> Gut, wie ich gerade auf <http://www.atoptics.co.uk/halosim.htm> (wohl
>> einer besten Seiten zu Halos) gelesen habe, ist eine bestimmte
>> Orientierung nicht unbedingt notwendig.
> "nicht unbedingt notwendig" ist jetzt aber stark beschönigend.
> Warum sagst nicht klipp und klar, dass das mit der stabilen Lage
> der Kristalle für den 22° Halo Unsinn war?

Es wäre zumindest fahrlässig, automatisch von der Annahme auszugehen,
dass Kristalle auf dem Weg nach unten keine bevorzugte Ausrichtung
annehmen würden. Es ist eben nicht so einfach, wie du zu meinen glaubst,
daran ändert auch dein unfreundlicher Ton nichts.

Aerodynamisch bedingt, sollte sich nämlich eine Ausrichtung ergeben, die
den größten Luftwiderstand ergibt. So müssten z.B. bei Kristallen in
Blättchenform die Basisflächen horizontal liegen. Ein andere Anordnung
kann möglicherweise dann erfolgen, wenn die Luftströmungen stark
verwirbelt sind.

Im übrigen ist das schon ein Thema bei den Sublimationskernen, von denen
es letztlich abhängt, wie (unter üblichen Atmosphärenbedingungen der
Erde) überhaupt Eiskristalle gebildet werden können.
Eine effektive Eisbildung hängt aber auch von der Größe des
Kristallisationskeimes ab. Grundsätzlich kann man sagen, dass je größer
der Keim ist, desto schneller ist auch die Eisbildung. Aber je größer
der Keim ist, umso eher nimmt dieser wiederum eine Schwerpunktlage in
einer Ausrichtung ein, die den Regeln der Aerodynamik folgt.

Was eventuell zu dem Zustandekommen einer weitestgehend ungeordneten
Lage der Teilchen vorstellbar wäre, wäre der Fall, dass die
Schwerpunktlage des Sublimationskeimes die aerodynamische Ausrichtung
nicht beeinflusst. Das könnte z.B. dann der Fall sein, wenn der Keim im
Vergleich zum angelagerten Eis massenmässig zwar sehr groß ist, aber
insgesamt das Kristallgebilde nebst Keim recht klein ist. Dann nämlich
könnte die aerodynamische Ausrichtung eine geringere oder sogar
untergeordnete Rolle spielen. Allerdings muss man dann jedoch von einem
anderen Verhalten beim Strahlungsdurchgang ausgehen, da das Eispartikel
eben z.B. nicht durchgehend durchlässig ist, sondern je nach
Beschaffenheit des Sublimationskernes (kann ja auch z.B. auch Säure
sein) gänzlich andere Brechungs- und Reflektionseigenschaften hat bzw.
der Strahlungsgang allein durch die Anwesenheit des Keimes stark gestört
ist.

Das Thema ist daher weit wenig trivial, als wie es hier vorgetragen
wird. Die Simulation Software zur Halobildung funktioniert IMHO auch nur
deswegen so gut, weil man die Sublimationskerne der Eiskristalle bzw
deren Störungen eben nicht berücksichtigt und man hier von reinen
Wassereiskristallen ausgeht, was jedoch die Ausnahme darstellen dürfte.

>> Die Erklärung folgt in <http://www.atoptics.co.uk/halo/random.htm>
>> Andererseits macht es das Rätsel nicht geringer, denn die Kunst, einen
>> schönen Halo erzeugen, bestünde ja dann darin, die Eiskristalle quasi
>> ohne Vorzugsorientierung durch die Luft schweben zu lassen - und genau
>> dieses ist das Rätsel, wie das vonstatten gehen soll.
> Wieso sollte es eine Kunst sein, dass die Eiskristalle keine
> Vorzugsorientierung haben? Welchen Grund gäbe es denn, dass die
> Kristalle in eine bestimmte Richtung orientiert sein sollten?

Aus oben angeführten Gründen

> Wenn es keine Kraft gibt, welche den Kristallen eine bestimmte
> Orientierung aufzwingt, ist es doch die einfachste Sache, dass man
> eine zufällige Orientierung annimmt.

Genau solche Kräfte gibt es.

[Thomas Koller]

Harald Maedl <harald...@gmx.de> wrote:
>>>>>> Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Größe auf ihrem Sinkflug eine
>>>>>> stabile Lage ein.
>>>>> Ich glaube nicht, dass das darauf ankommt.
>>>> Kam mir auch merkwürdig vor.
>>> Gut, wie ich gerade auf <http://www.atoptics.co.uk/halosim.htm> (wohl
>>> einer besten Seiten zu Halos) gelesen habe, ist eine bestimmte
>>> Orientierung nicht unbedingt notwendig.
>> "nicht unbedingt notwendig" ist jetzt aber stark beschönigend.
>> Warum sagst nicht klipp und klar, dass das mit der stabilen Lage
>> der Kristalle für den 22° Halo Unsinn war?
>
> Es wäre zumindest fahrlässig, automatisch von der Annahme auszugehen,
> dass Kristalle auf dem Weg nach unten keine bevorzugte Ausrichtung
> annehmen würden.

Nein, im Gegenteil. Solange man keinen Grund für die Annahme einer
Ausrichtung hat, ist es das sinnvollste von einer zufälligen Ausrichtung
auszugehen.

Erst wenn Messergebnisse oder Theorien etwas anderes ergeben, verwirft man
entweder die Theorie, oder versucht genauere/bessere Messungen zu machen.

> Es ist eben nicht so einfach, wie du zu meinen glaubst,
> daran ändert auch dein unfreundlicher Ton nichts.

Es ist nicht so kompliziert, wie du zu meinen glaubst. Wenn du entgegen
der einfachen Annahme einer Zufallsverteilung, eine bevorzugte Richtung
annimmst, dann liegt es an dir auch eine Ursache für so eine Ausrichtung
zu geben. Und dann müsstest du erklären wie es trotzdem zum beobachteten
22° Halo kommen kann.

> Aerodynamisch bedingt, sollte sich nämlich eine Ausrichtung ergeben, die
> den größten Luftwiderstand ergibt. So müssten z.B. bei Kristallen in
> Blättchenform die Basisflächen horizontal liegen. Ein andere Anordnung
> kann möglicherweise dann erfolgen, wenn die Luftströmungen stark
> verwirbelt sind.

Welche Blättchenform sprichst du an? Du müsstest jetzt erklären warum
die Kristalle hauptsächlich Blättchenform haben, welche Richtung die
annehmen und wie es dabei zum 22° Halo als hauptsächliches Phänomen
kommt. Welche Richtung sollen die Kristalle
denn deiner Meinung nach bei starken Luftströmungen annehmen, die von
zufälliger Verteilung abweicht?

Es gibt bekanntlich auch andere Effekte als den 22° Halo, aber das
ist hier nicht das Thema.

>>> Die Erklärung folgt in <http://www.atoptics.co.uk/halo/random.htm>
>>> Andererseits macht es das Rätsel nicht geringer, denn die Kunst, einen
>>> schönen Halo erzeugen, bestünde ja dann darin, die Eiskristalle quasi
>>> ohne Vorzugsorientierung durch die Luft schweben zu lassen - und genau
>>> dieses ist das Rätsel, wie das vonstatten gehen soll.
>> Wieso sollte es eine Kunst sein, dass die Eiskristalle keine
>> Vorzugsorientierung haben? Welchen Grund gäbe es denn, dass die
>> Kristalle in eine bestimmte Richtung orientiert sein sollten?
>
> Aus oben angeführten Gründen

Darin standen keine Gründe für eine bevorzugte Ausrichtung.

>> Wenn es keine Kraft gibt, welche den Kristallen eine bestimmte
>> Orientierung aufzwingt, ist es doch die einfachste Sache, dass man
>> eine zufällige Orientierung annimmt.
>
> Genau solche Kräfte gibt es.

Nein, welche sollen das denn sein? (Bitte echte Gründe nennen, und nicht
einfach, dass muss ja kompliziert sein, und weil ich es nicht so genau
verstehe kanns nicht zufällig verteilt sein)

Tom

[Konni Scheller]

Oliver Jennrich <oliver....@gmx.net> wrote:

> Wenn man nicht gerade auf Diamanten besteht, sondern sich mit Strass
> (Zirkon, n=1.92) zufrieden gibt, dann hat man d ~ 87.5 Grad.

Vielen Dank.

[Oliver Jennrich]

Harald Maedl <harald...@gmx.de> writes:

> Thomas Koller wrote:
>> Harald Maedl <harald...@gmx.de> wrote:
>
>>>>>> Die Kristalle nehmen ab einer bestimmten Größe auf ihrem Sinkflug eine
>>>>>> stabile Lage ein.
>>>>> Ich glaube nicht, dass das darauf ankommt.
>>>> Kam mir auch merkwürdig vor.
>>> Gut, wie ich gerade auf <http://www.atoptics.co.uk/halosim.htm> (wohl
>>> einer besten Seiten zu Halos) gelesen habe, ist eine bestimmte
>>> Orientierung nicht unbedingt notwendig.
>> "nicht unbedingt notwendig" ist jetzt aber stark beschönigend.
>> Warum sagst nicht klipp und klar, dass das mit der stabilen Lage
>> der Kristalle für den 22° Halo Unsinn war?
>
> Es wäre zumindest fahrlässig, automatisch von der Annahme auszugehen,
> dass Kristalle auf dem Weg nach unten keine bevorzugte Ausrichtung
> annehmen würden.

Statt fahrlässig würde ich 'vereinfachend' sagen. Ja, sicher, es ist
vereinfachend, wie praktisch alles, was man in der Physik oder
Astronomie so macht. Aber die Näherung ist ziemlich gut. Die
Eiskristalle sind wenige mm groß, die sind nicht auf dem Weg nach unten
sondern folgen im wesentlichen der Luftströmung - ihre Reynoldszahl
dürfte im Bereich 1-10 liegen. (Dichte von Luft 1.2 kg/m^3, Dimension
der Kristalle 10^-3 m, Geschwindigkeit der Kirstalle relativ zur
Umgebungsluft ~ 0.1 m/s, Viskosität von Luft ~2*10^-5 Pa/s).

Aerodynamik, die zu einer Ausrichtung führen würde (zu welcher auch
immer) findet so ab Reynoldszahlen von 1000 statt.

Wenn also eine Ausrichtung da sein sollte, müsste die bei der
*Entstehung* der Kristalle eingeprägt werden (z.B. durch starke
elektrische Felder in Gewitterwolken).

Aber das entscheidende ist die Beobachtung; Der Halo ist kreisförmig,
was ganz stark für eine zufällige Richtungsverteilung spricht.

> Es ist eben nicht so einfach, wie du zu meinen glaubst, daran ändert
> auch dein unfreundlicher Ton nichts.
>
> Aerodynamisch bedingt, sollte sich nämlich eine Ausrichtung ergeben, die
> den größten Luftwiderstand ergibt. So müssten z.B. bei Kristallen in
> Blättchenform die Basisflächen horizontal liegen. Ein andere Anordnung
> kann möglicherweise dann erfolgen, wenn die Luftströmungen stark
> verwirbelt sind.

Nein, s.o. Aerodynamik spielt keine Rolle.

> Das Thema ist daher weit wenig trivial, als wie es hier vorgetragen
> wird.

Möglich. Der experimentelle Befund bleibt: Halos sind kreisförmig.

[Harald Maedl]

Thomas Koller wrote:
> Harald Maedl <harald...@gmx.de> wrote:

>>>> Gut, wie ich gerade auf <http://www.atoptics.co.uk/halosim.htm> (wohl
>>>> einer besten Seiten zu Halos) gelesen habe, ist eine bestimmte
>>>> Orientierung nicht unbedingt notwendig.

Was ich nach etwas zusätzlicher Beschäftigung eher verneinen möchte. Ich
glaube, dass hier der Autor nicht richtig liegt.

>>> "nicht unbedingt notwendig" ist jetzt aber stark beschönigend.
>>> Warum sagst nicht klipp und klar, dass das mit der stabilen Lage
>>> der Kristalle für den 22° Halo Unsinn war?
>> Es wäre zumindest fahrlässig, automatisch von der Annahme auszugehen,
>> dass Kristalle auf dem Weg nach unten keine bevorzugte Ausrichtung
>> annehmen würden.
> Nein, im Gegenteil. Solange man keinen Grund für die Annahme einer
> Ausrichtung hat, ist es das sinnvollste von einer zufälligen Ausrichtung
> auszugehen.

Nein, kann das man kann man nicht. Ein Halo ist nichts anderes, als die
optische Erscheinung für ein spektrales ringförmiges Maximum bei einem
bestimmten Winkelabstand um eine Lichtquelle. Ein 22-Grad-Halo heißt ja
nichts anderes, dass hexagonale Kristallprismen mit einem bestimmten
Brechungsindex so ausgerichtet sein müssen, dass es überhaupt zu einer
Maximierung der Strahlungsdichte in diesem Bereich kommt. Das setzt
jedoch eine Orientierung einer genügend großen Anzahl solcher Kristalle
voraus, damit eine Minimalablenkung in diesem Bereich überhaupt möglich
ist und zum anderen muss der Streuwinkel auch noch in Richtung des
Beobachters liegen. Ansonsten könnte man den Halo nämlich nicht sehen.

Liegt die Orientierung der Kristalle so, dass eine Konzentration der
Strahlungsinstensität im Bereich der Minimalablenkung nicht erreicht
wird, so wandert der Halo sozusagen nach außen und verblasst dabei
zusehends. Anders gesagt, je unterschiedlicher die Kippung der Kristalle
ist, umso schwächer fällt der Halo aus. Zudem ist BTW die
Strahlungsintensität der Streustrahlung in den Maxima auch noch vom
Sonnenstand abhängig, aber das ist ein anderes Thema.

> Erst wenn Messergebnisse oder Theorien etwas anderes ergeben, verwirft man
> entweder die Theorie, oder versucht genauere/bessere Messungen zu machen.

Dann bitte siehe dir die recht komplexen Theorien zur Halo-Entstehung
erst einmal etwa näher an, ehe du vom "Einfachsten" ausgehst. Und nein,
eine Zufallsverteilung der Orientierung von Eispartikeln liegt wegen
einer Vielzahl von Faktoren in Cirruswolkenschichten zumeist eben genau
nicht vor.

>> Es ist eben nicht so einfach, wie du zu meinen glaubst,
>> daran ändert auch dein unfreundlicher Ton nichts.
> Es ist nicht so kompliziert, wie du zu meinen glaubst.

Falsch, es ist weit komplizierter, als du zu meinen glaubst und es haben
sich hier schon Heerscharen von Wissenschaftlern den Kopf zerbrochen.
Erst mit Hilfe von recht anspruchsvollen Modellen in Verbindung mit
Satellitenmessungen (z.B. OASIS) und Probenahmen aus den entsprechenden
Luftschichten komm man der Sache nämlich erst in jüngster Zeit langsam
näher.

>> Aerodynamisch bedingt, sollte sich nämlich eine Ausrichtung ergeben, die
>> den größten Luftwiderstand ergibt. So müssten z.B. bei Kristallen in
>> Blättchenform die Basisflächen horizontal liegen. Ein andere Anordnung
>> kann möglicherweise dann erfolgen, wenn die Luftströmungen stark
>> verwirbelt sind.
> Welche Blättchenform sprichst du an? Du müsstest jetzt erklären warum
> die Kristalle hauptsächlich Blättchenform haben,

Ich habe nicht behauptet, dass sie Blättchenform haben müssen. Ich habe
von eine bevorzugten Orientierung gesprochen, damit Halos entstehen
können. Im obigen Absatz hab ich angesprochen, dass auch die Blättchen
auf ihrem Sinkflug eine bevorzugte Orientierung haben müssten.

Zur Formbildung: Man kann mittlerweile ganz gut herleiten, wie die
Eiskristalle wachsen und unter welchen Temperatur- und
Dampfdruckbedingungen vorwiegend welche Kristalle erzeugt werden.
In der Praxis gibt es jedoch erhebliche Abweichungen von theoretischen
Modellen, z.B. durch Kollisionen, durch Material, Struktur, Form, Dichte
der Sublimationskeime etc..

[Thomas Koller]

Harald Maedl <harald...@gmx.de> wrote:
>>>> "nicht unbedingt notwendig" ist jetzt aber stark beschönigend.
>>>> Warum sagst nicht klipp und klar, dass das mit der stabilen Lage
>>>> der Kristalle für den 22° Halo Unsinn war?
>>> Es wäre zumindest fahrlässig, automatisch von der Annahme auszugehen,
>>> dass Kristalle auf dem Weg nach unten keine bevorzugte Ausrichtung
>>> annehmen würden.
>> Nein, im Gegenteil. Solange man keinen Grund für die Annahme einer
>> Ausrichtung hat, ist es das sinnvollste von einer zufälligen Ausrichtung
>> auszugehen.
>
> Nein, kann das man kann man nicht. Ein Halo ist nichts anderes, als die
> optische Erscheinung für ein spektrales ringförmiges Maximum bei einem
> bestimmten Winkelabstand um eine Lichtquelle. Ein 22-Grad-Halo heißt ja
> nichts anderes, dass hexagonale Kristallprismen mit einem bestimmten
> Brechungsindex so ausgerichtet sein müssen, dass es überhaupt zu einer
> Maximierung der Strahlungsdichte in diesem Bereich kommt. Das setzt
> jedoch eine Orientierung einer genügend großen Anzahl solcher Kristalle
> voraus, damit eine Minimalablenkung in diesem Bereich überhaupt möglich
> ist und zum anderen muss der Streuwinkel auch noch in Richtung des
> Beobachters liegen. Ansonsten könnte man den Halo nämlich nicht sehen.

Du hast es noch immer nicht verstanden? Was ist an den bereits
zitierten Artikeln so schwer verständlich? Nein, es setzt keine bestimmte
Orientierung der Kristalle voraus. Im Gegenteil, damit das überall
so war genommen werden kann müssen die Kristalle zufällig verteilt
sein. Einzige Vorraussetzung ist, dass das Licht um 22° gebrochen wird.

> Liegt die Orientierung der Kristalle so, dass eine Konzentration der
> Strahlungsinstensität im Bereich der Minimalablenkung nicht erreicht
> wird, so wandert der Halo sozusagen nach außen und verblasst dabei
> zusehends. Anders gesagt, je unterschiedlicher die Kippung der Kristalle
> ist, umso schwächer fällt der Halo aus. Zudem ist BTW die
> Strahlungsintensität der Streustrahlung in den Maxima auch noch vom
> Sonnenstand abhängig, aber das ist ein anderes Thema.

Wie kommst du auf diese seltsame Theorie? Klar, wenn die Mehrheit der
Kristalle nicht einheitlich 22° ablenken würde, gäbe es den Halo nicht,
mit der Orientierung hat das aber nichts zu tun, die muss für diesen
Halo im Wesentlichen zufällig verteilt sein.

>> Erst wenn Messergebnisse oder Theorien etwas anderes ergeben, verwirft man
>> entweder die Theorie, oder versucht genauere/bessere Messungen zu machen.
>
> Dann bitte siehe dir die recht komplexen Theorien zur Halo-Entstehung
> erst einmal etwa näher an, ehe du vom "Einfachsten" ausgehst.

Die Theorie zum 22° Halo hab ich mir angesehen, und die ist eigentlich
nicht besonders komplex.

> Und nein,
> eine Zufallsverteilung der Orientierung von Eispartikeln liegt wegen
> einer Vielzahl von Faktoren in Cirruswolkenschichten zumeist eben genau
> nicht vor.

Und wie begründest du diese deine Theorie?

>>> Es ist eben nicht so einfach, wie du zu meinen glaubst,
>>> daran ändert auch dein unfreundlicher Ton nichts.
>> Es ist nicht so kompliziert, wie du zu meinen glaubst.
>
> Falsch, es ist weit komplizierter, als du zu meinen glaubst und es haben
> sich hier schon Heerscharen von Wissenschaftlern den Kopf zerbrochen.
> Erst mit Hilfe von recht anspruchsvollen Modellen in Verbindung mit
> Satellitenmessungen (z.B. OASIS) und Probenahmen aus den entsprechenden
> Luftschichten komm man der Sache nämlich erst in jüngster Zeit langsam
> näher.

Unsinn. Die Entstehung des 22° Halo ist schon länger bekannt und
keineswegs ein großes Geheimnis. Was natürlich nicht bedeutet, dass
es nicht noch andere Haloeffekte und nichts mehr forschenswertes
in dem Bereich gäbe!

>>> Aerodynamisch bedingt, sollte sich nämlich eine Ausrichtung ergeben, die
>>> den größten Luftwiderstand ergibt. So müssten z.B. bei Kristallen in
>>> Blättchenform die Basisflächen horizontal liegen. Ein andere Anordnung
>>> kann möglicherweise dann erfolgen, wenn die Luftströmungen stark
>>> verwirbelt sind.
>> Welche Blättchenform sprichst du an? Du müsstest jetzt erklären warum
>> die Kristalle hauptsächlich Blättchenform haben,
>
> Ich habe nicht behauptet, dass sie Blättchenform haben müssen.

Wozu dann der Ausflug zu den Blättchen, wenn die Kristalle gar keine
Blättchenform haben?

> Ich habe
> von eine bevorzugten Orientierung gesprochen, damit Halos entstehen
> können.

Und das ist wie gesagt Unsinn. Gerade der 22° Halo entsteht
bei zufällig orientierten Kristallen.

> Im obigen Absatz hab ich angesprochen, dass auch die Blättchen
> auf ihrem Sinkflug eine bevorzugte Orientierung haben müssten.

Wenn die Kristalle keine Blättchen sind, dann ist natürlich
völlig irrelevant was mit Blättchen passieren würde. Also sind die Kristalle
die für den 22° Halo verantwortlich sind deiner Meinung nach nun
Blättchen, oder war das einfach eine Aussage die nichts mit der
Diskussion zu tun hat?

Tom

[Hans Preineder]

Wollen wir nochmal zusammenfassen:
Wir reden nur über den 22° Halo, alles andere hat auch andere Ursachen.
22° Halo ist nur möglich wenn wir hexagonale Eisplättchen oder Prismen
haben. Dann können wir nur wenn die Kristalle zufällig gleich verteilt
sind, einen gleichmäßigen kreisförmigen Halo sehen.
Falls wir Eiskristalle mit vorwiegend senkrechter Achse hätten, so
würden wir in 22° Abstand links und rechts der Sonne oder Mond je einen
hellen Fleck sehen.
Hoppla, das ist ja die Nebensonne.
Daher sehen wir es gibt beide Fälle, und wir können aus den
Helligkeitsverhältnisse jederzeit das Verhältnis von gerichteten zu den
ungerichteten Kristallen berechnen.

[Benno Hartwig]

"Harald Maedl" <harald...@gmx.de> schrieb im

> Andererseits macht es das Rätsel nicht geringer,
> denn die Kunst, einen
> schönen Halo erzeugen, bestünde ja dann darin,
> die Eiskristalle quasi
> ohne Vorzugsorientierung durch die Luft schweben
> zu lassen

Es sind ja sehr viele Partikel, und sie müssen
halt so einigermaßen zufällig herumschwirren.
Ein Lichtstrahl, der auf solch ein Partikel trifft
hatt dann nur die Chancen
a) in dieselbe Richtung weiterzufliegen, in der
er ankam
b) in irgendeine Richtung um recht genau 22°
abgelenkt zu werden

Und wenn eine Ausrichtung der Partikel denn
tatsächlich etwas schwächer vertreten sein sollte,
dann ist eine Ablenkungrichtung eben auch etwas
schwächer vertreten. Anscheinend tritt das nicht so
sehr auf, dass der Halo-Ring irgendwo schwächer
erscheint.

Regentropfen sind recht dick, und sie fallen daher,
und sie bekommen eine typische Form dabei, die im
Raum ausgerichtet bleibt. Die 6-eckigen Eispartikel
sind wohl so klein, dass sie geruhsam schweben und
daher eine einigermaßen zufällige Ausrichtung
haben.
Würden sich die 6-eckigen Stangen vermehrt 'hinstellen',
dann hätten wir Halos, die an den Seiten kräftiger
leuchten als oben und unten.

BTW:
Entstehen so vielleicht Nebensonnen?

Benno