26.07.2007 - Physik

Öl beim Hürdenlauf

Forscher finden Erklärung für die merkwürdigen hüpfenden Flüssigkeitsstrahlen

Wenn ein Strahl einer öligen Flüssigkeit senkrecht auf die Oberfläche einer Pfütze der gleichen Flüssigkeit auftrifft, dringt er mitnichten einfach in diese ein. Forscher der Universität in Austin im US-Bundesstaat Texas haben vielmehr herausgefunden, dass der Strahl wie von Geisterhand wieder aus der Flüssigkeit herausschießt. Ein einzelner Strahl kann sogar mehrere bogenförmige Bahnen durchlaufen, bevor er schließendlich friedlich in der Flüssigkeit zur Ruhe kommt.

Wenn eine ölige Flüssigkeit in eine Pfütze der selben Flüssigkeit eintritt, schießt sie wie von Geisterhand wieder heraus. Bild: Matthew Thrasher, Center of Nonlinear Dynamics

Matthew Thrasher und seine Kollegen untersuchten in ihren Experimenten mithilfe von Hochgeschwindigkeitskameras das Auftreffen eines Strahls von Silikonöl auf die Oberfläche der gleichen Flüssigkeit in einem flachen Behälter. Auf den Videoaufnahmen ist deutlich zu erkennen, wie der Strahl nach dem ersten Aufprall mehrfach über die Oberfläche springt, bevor er darin verschwindet.

Thrasher zufolge wird diese überraschende Dynamik von einer dünnen Luftschicht zwischen dem auftreffenden Strahl und der ungestörten Oberfläche verursacht. Dieses Luftpolster wirkt wie ein elastisches Trampolin und federt den Strahl wieder aus der Flüssigkeit heraus in die umgebende Luft zurück.

Die Experimente der Forscher lassen sich in der heimischen Küche einfach mit gewöhnlichem Pflanzenöl nachvollziehen. Die Wahrscheinlichkeit für einen Hüpfer kann dabei durch kurze Unterbrechungen des Strahls, etwa mit einem Streichholz, erhöht werden.

Physical Review E, in press

Stefan Maier