Dietrich Zawischa | Kontakt | English version |
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SpinnwebfädenIm Spinnennetz sind sowohl Fäden mit als auch solche ohne Klebetröpfchen vorhanden. Die langen, festen Fäden, zwischen denen das Netz hängt, die radialen Speichen und im Zentrum des Netzes die Fäden, die den Sitzplatz der Spinne bilden, sind nicht klebrig. Die klebrige Flüssigkeit befindet sich in kleinen Tröpfchen auf dem spiralig verlaufenden Fangfaden.Über die Dicke der Spinnwebfäden findet man Angaben wie 1–4 μm, oder 2.5–4 μm. Ich habe mir einige Fangfäden aus dem Netz einer Kreuzspinne (Araneus diadematus), das schöne Farberscheinungen zeigte, unter dem Mikroskop angesehen und den Durchmesser der Klebetröpfchen zu ca. 25 μm bestimmt, die Dicke des Fadens zwischen den Tröpfchen als ungefähr ein Zehntel davon abgeschätzt. Pro Millimeter waren auf den untersuchten Fadenstücken 12 bis 13 Tröpfchen zu sehen. Sowohl die Größe als auch die Abstände dürften aber in weiten Grenzen variabel sein. Farberscheinungen kann man sowohl an den trockenen als auch an den klebrigen Fäden beobachten. Auf den Bildern 6 bis 13 sind Netze bzw. Fäden von Kreuzspinnen zu sehen. Bild 5: Ein Radial- und ein Fangfaden aus dem auf den Bildern 1 bis 4 zu sehenden Netz von Zygiella x-notata bei ca. 150-facher Vergrößerung. Zwischen je zwei Tröpfchen mit ca. 15 μm Durchmesser befindet sich meist noch ein winzig kleines. |
Bild 6 | Bild 7 |
Bild 8 | Bild 9 |
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Unter dem Einfluss der Oberflächenspannung bilden sich abwechselnd Verdünnungen und Verdickungen der zähflüssigen Klebstoffschicht. Statt eines einzigen Reflexes tritt jetzt an jeder Verdickung (Bauch) und an jeder Verdünnung (Hals) des Fadens ein kleines Reflexchen auf. Bewegt man den Kopf entlang des Fadens, während man die gleiche Stelle im Auge behält, so bewegen sich jeweils ein Bauch- und ein Hals-Reflex aufeinander zu, bis sie schließlich zu einem Flankenreflex verschmelzen, dabei besonders hell werden, und anschließend verschwinden. So lange Bauch- und Halsreflexe getrennt sind, können die von ihnen ausgehenden Wellen je nach Wegunterschied auch destruktiv interferieren. Dadurch lässt sich sowohl das Fehlen von Teilen des Spektrums im Beugungsbild als auch die relativ geringe Helligkeit des zentralen Reflexes sowie dessen Farbe verstehen. Je enger die Hälse werden, desto kleiner werden die Halsreflexe und desto geringer wird ihr Einfluss auf die Intensität des Streulichtes. Sobald sich einzelne Tröpfchen ganz getrennt haben, gibt es keine Halsreflexe mehr. Bei den durch Brechung an dem Faden zum Beobachter gelangenden Anteilen des Lichtes liegen die Verhältnisse ähnlich; maßgeblich ist die Summe aus gebrochenen und reflektierten Anteilen. Bild 16: Zur Illustration der Bauch- und Halsreflexe eine Blitzlichtaufnahme eines sich in Tröpfchen zerlegenden dünnen Wasserstrahls. Nur die hellen Flecken knapp rechts von der Mittellinie sind Oberflächenreflexe, alle anderen kommen durch Brechung und Reflexion an der Rückseite zustande. Von oben nach unten lesend sieht man zuerst einen Flankenreflex, also zusammengeflossene Bauch- und Halsreflexe an dem erst ganz wenig eingeschnürten Strahl, dann folgen abwechselnd Bauch- und Halsreflexe, wobei die letzteren nach unten mit enger werdendem Hals rasch sehr klein werden. |
Bild 17 | Bild 18 |
Bild 19: Farben, die bei der Beugung am Spalt oder an einem "schwarzen" Faden auftreten. Die Helligkeit ist so groß gewählt, dass das Bild bis zum 14. Teilstrich auf der daruntergelegten Skala überbelichtet ist, d.h. die errechneten Farben sind heller als auf dem Bildschirm darstellbar. Die Skala gibt den Radius des Fadens bzw. die halbe Spaltbreite (in μm) multipliziert mit dem Ablenkwinkel (in Grad). Die Farben, die vom 17. bis zum 35. Teilstrich zu sehen sind, finden sich in den Reflexen in den Bildern 17 und 18 wieder. Daraus kann man Rückschlüsse auf die Fadendicke ziehen, wenn man die Ablenkung der Sonnenstrahlen an den Glanzstellen ausmisst. Es ist allerdings zu berücksichtigen, dass die zusätzlichen Anteile des durch den transparenten Faden gehenden und des an der Oberfläche reflektierten Lichts das Bild – nicht qualitativ, aber quantitativ – etwas verändern. |
Bild 22 | Bild 23 |
"Aufmerksame Beobachter können nämlich unter günstigen Bedingungen ein ähnliches Farbenspiel in Reflexion beobachten (Abbildung 3). Dieses Phänomen ist nicht abschließend geklärt. Es liegt aber nahe, dass hier ein Regenbogeneffekt vorliegt."Regenbögen an sehr kleinen Tropfen (sogenannte Nebelbögen) oder an Fäden, die so dünn wie Spinnwebfäden sind, sind nicht farbig, sondern weiß. Ursache sind die starken Beugungseffekte, die die Farbaufspaltung durch Dispersion völlig überdecken. Regenbögen sind an Spinnennetzen zu sehen, wenn an diesen Tautropfen hängen, und sind dann leicht als solche zu identifizieren. Regenbogeneffekte scheiden also mit Sicherheit als Erklärung aus.
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