Leuchterscheinungen beim Impakt

    Hallo miteinander,


    es ist zwar schon wieder eine ganze Weile her, aber wir haben auch im letzten Jahr wieder einige sehr interessante (Asteroiden) Impakt Simulationen durchgeführt und gefilmt.
    Die Impakt Geschwindigkeiten sind zu den letzten Versuchen deutlich gesteigert worden, außerdem wurde auch auf ein neues Zielmedium geschossen. Der jetzt verwendete Quarzsand erlaubt auch seismische Messungen während des Experiments und hat einige sehr interessante Effekte zu Tage gefördert, von denen ich einen hier zeigen möchte.

    Wir verschießen wie in den vorangegangenen Versuchen kleine (PE) Plastikkugeln mit 6mm Durchmesser und 0,2 Gramm Gewicht. Durch die höheren Impaktgeschwindigkeiten von ca. 1,3km/s zeigen sich zum Teil dramatische Leuchterscheinungen beim Einschlag der Plastikkugel in den Sand, wie im Bild zu sehen ist (Also fast wie im richtigen Leben). Was genau die Leuchterscheinungen auslöst, ist noch nicht abschließend geklärt. Es darf also noch mitgeforscht werden.
    Das linke Bild zeigt die Leuchterscheinung unmittelbar nach dem Einschlag, das rechte Bild zeigt den Krater 3 Millisekunden danach. Die Leuchterscheinung ist i.d.R. nur auf einem einzigen Bild zu sehen, ist also nur sehr kurz.
    Lasst mich eure Meinungen hören. Ich bin gespannt.



    Hallo Werner sehr interessant


    Ich denke durch das Auftreffen auf dem Sand kommt die Kugel mit dem Sand in Reibung, dadurch entsteht Spannung die sich, weil Quarzsand leitet, entlädt. Zusätzlich könnte der Sand auch eine minimale Grundaufladung besitzen, der sich dann mit der Entladung durch das Geschoss vereint und somit diesen Artefakt hervorruft.

    Hallo,


    Die Sache mit der Leuchterscheinung dürfte einfach so zu erklären sein, dass es bei der Einschlaggeschwindigkeit von 1300 m/s bereits zu einer echten Explosion kommt, d.h. die Bewegungsenergie wird teilweise in Wärme umgewandelt.


    Wenn Ihr die Lichtemission zumindest grob spektral auflösen könnt, sollte sich auch die Temperatur bestimmen lassen.


    Gruß,
    Martin

    Noch ist mir eingefallen, eine gewisse Entladung der Feldspannung wie beim Blitz. Durch die Luftdurchfahrt des Geschosses entsteht eine ev Spannung die sich entlädt[;)]

    Das heißt Anke, durch das Zusammenschlagen der Sandkörner durch den Impakt entsteht der Funke, wie wenn man Feuersteine zusammenschlägt?

    Sorry ich nochmal[:I]


    Also nochmal, es ist eine kleine Explosion beim Auftreffen des Geschosses mit dabei. Könnte es auch mit möglich sein, das ein Schwefelgas durch die Zersetzung (Zerstäubung) des Sandes ( Quarz, Silicium) frei wird, das dann durch die Reibungshitze und statische Aufladung des Geschosses zur Zündung des Gases kommt?

    Hallo zusammen,
    besten Dank für die rege Anteilnahme.


    >Caspar
    Statische Elektrizität ist mit Sicherheit auch im Spiel, die reicht aber nicht aus um eine solche Leuchterscheinung auszulösen. Bei Mikroskopischen Untersuchungen konnte auch keine "wesentliche" Fragmentierung von Sandkörnern festgestellt werden. Deswegen wird auch der bei realen, größeren, Impakten auftretende Mechanismus der Plasmabildung derzeit ausgeschlossen. Die Energien dafür sind einfach zu klein.


    >Martin
    Bewegungsenergie wird ordentlich in Wärme umgewandelt, das ist definitiv so. Wie ich oben schon geschrieben habe, reicht die Energie aber "eigentlich" nicht aus, um Zustände wie in realen Impakten zu erzeugen.


    >Anke
    An die Triboluminiszenz (Fraktoluminiszenz) haben wir schon gedacht, aber die erreichbaren Helligkeiten "sollten" bei weitem nicht so groß sein.


    >Kalle
    Es sind Spektraluntersuchungen gemacht worden. Es ist aber nur eine sehr gleichmäßige Kontinuumstrahlung im optisch sichtbaren Bereich gemessen worden. Vielleicht sagt die ja auch schon etwas aus, das weiß ich aber leider nicht.


    Die Theorie, die derzeit am höchsten im Kurs steht:
    Das PE Geschoss wird beim Impakt so heftig aufgeheizt, das es nicht verbrennt, sondern sich unter Abgabe von Licht in seine chem. Bestandteile zerlegt. Diese Ansicht wird auch von einigen Chemikern gestützt.


    >Hartwig
    das sehe ich auch so.
    Das ganze kann man sicher nicht "mal schnell" beantworten. Aber so ein sinnvoller Zeiger wäre manchmal auch schon eine feine Sache.


    Besten Dank für die Diskussion [:)]

    Hallo Werner,


    eine Frage noch: warum schießt ihr ausgerechnet mit PE? Das ist meines Wissens ja nicht gerade das Material, aus dem Asteroiden üblicherweise sind [:)]


    Danke & Gruß


    Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

    Hallo Holger,

    echte Asteroiden sind teuer, du findest sie selten im passenden Durchmesser, und außerdem sind sie nicht rund [;)]


    Scherz beiseite, das Material spielt hier keine so große Rolle. Die PE Kugeln gibt es fertig zu kaufen. Sie sind billig. Man bekommt sie mit verschiedenen Gewichten...
    Du hast damit einfach keinen Aufwand. Das sind fertige sog. Softair Kugeln, wie sie aus Spielzeugwaffen verschossen werden.


    Wir haben auch schon Glaskugeln verschossen, auf das aussehen der Krater spielt das überhaupt keine Rolle.

    Hallo Werner,


    danke für die Antwort.<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wir haben auch schon Glaskugeln verschossen, auf das aussehen der Krater spielt das überhaupt keine Rolle.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> Dachte ich mir, aber vielleicht erspart man es sich, Leuchterscheinungen verstehen zu müssen. Obwohl es so natürlich hübscher ist.


    Glaskugeln gäbe es auch kiloweise, sogar aus Quarzglas und millimeterweise abgestuft: http://www.hilgenberg-gmbh.de/…askugeln/quarzglaskugeln/


    Gruß, Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

    Hallo Holger,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Obwohl es so natürlich hübscher ist.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    das hat mit hübscher nicht sehr viel zu tun. Die gleichen Ergebnisse und noch heftigere Leuchterscheinungen hast du auch mit Alu. Dort sind sie aber recht leicht erklärbar. Die Ergebnisse mit den Glaskugeln waren recht frustrierend, weil das spröde Glas oft schon beim Abschuss zerbrochen ist. Außerdem ist Glas, wie auch Stahl recht schwer, du erreichst die Geschwindigkeiten die du sehen willst nur noch mit wesentlich größerem Aufwand! Es hat sicher gute Gründe beim PE zu bleiben. Auch wenn man manches nicht sofort versteht. Die Leuchterscheinung ist eigentlich ein, für das Experiment selbst, recht unwichtiger Nebenschauplatz. Man muss es nicht verstehen, es wäre aber schön wenn ...

    leuchtet es im Vakuum, oder auch bei anderen Gasen die in die Kammer gefüllt werden könnten?
    Oder verändert sich der Sauerstoff bei dem Druck und Hitze?( Molekülzerlegung) Bildet sich eine Ionisierungsschicht durch die Schockfront?

    Hallo Hartwig,
    das haben wir uns auch gefragt, leider hatten wir noch keine Gelegenheit (Möglichkeit) im Vakuum zu schießen. Was aber angedacht ist, wir möchten den Behälter mit einem schweren, nicht reaktiven Gas fluten und dann den Versuch wiederholen. Ich wüsste i. M. aber nicht einmal welches Gas dafür in Frage käme.


    Wir haben uns auch immer wieder gefragt, ob es nicht die komprimierte Luft selbst ist die leuchtet.

    Hallo Werner,


    Argon könnte in Frage kommen. Ist schwerer als Luft und nicht reaktiv. Man könnte dann (Luft-)Stickstoff als Ursache ausschließen wie es in meinem Link oben für die Tribolumineszenz bei Zucker gemacht wurde.


    Gruß,
    Anke

    Uni Würzburg fragen, DK hat da sicher die besten Kontakte zu.
    Ich tippe übrigens auch auf so etwas ähnliches wie ionisierte Luftmoleküle, schließlich geht es mit 1.3 km/sec in Richtung Meteorgeschwindigkeit. Dagegen spräche allerdings das kontinuierliche Spektrum...


    Grüße,


    J.

    Ja, der DK hat da sogar grosses Interesse dran! Der Teufel steckt immer im Detail: Man muss die Kammer einigermassen dicht bekommen, erst recht wenn man evakuiert. Aber auch wenn "nur" Schutzgas rein soll kann muss es wenigstens einigermassen zu sein. Argon ist aber in der Tat eine sehr gute Idee, das würde ich auch so sehen!

    ...also, um das so zu sagen: Argon gibts hier in grossen Mengen, das für die Experimente in transportablen Flaschen mal mitzubringen wäre keinerlei Problem...

    Hallo..
    hab mal in einer Doku fast das selbe Experiment gesehen, da haben sie den Eintrit eines Meteoriten simuliert.
    Die Kammer wurde da vom Geschosslauf mit einer Dünen Membran abgeschirmt und dann unter Vakuum in die Beobachtungs Kammer
    Geschossen (die war mit normaler Luft gefüllt). Das Geschoss ist in einem Langen Licht/Feuerstrahl Komplett Verdampft.
    Weis leider nicht mehr aus was die Membran bestanden hat.
    War auf jeden Fall sehr Interessant.


    Gruß Samael!

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: DK279</i>
    <br />...also, um das so zu sagen: Argon gibts hier in grossen Mengen, das für die Experimente in transportablen Flaschen mal mitzubringen wäre keinerlei Problem...
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Zusammen,


    wird interessant, ob es auch unter Argon (kurz) leuchtet.
    Wie Anke bereits erwähnt hat, ist Quarz auch piezoaktiv.
    Was, wenn sich beim harten Aufprall hohe elektrische Spannungen aufbauen und entladen wie beim Piezofeuerzeug, Miniblitz also?


    CS Franjo

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