DE3834885A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von gravitationswellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Gra­ vitationswellen.

Gravitationswellen entstehen durch Einwirkung von Gravita­ tionskräften, deren Einfluß beispielsweise auf fließende Materie von unterschiedlicher Stärke ist. Diese Stärke ist einem periodischen Wechsel unterworfen, so daß er sich in Form von Wellen darstellen läßt.

Bisher waren keine Ver­ fahren bekannt, mit deren Hilfe derartige Gravitationswellen abgebildet werden konnten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ver­ fahren anzugeben, mit dessen Hilfe Gravitationswellen sicht­ bar erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Flüssigkeitsstrahl erzeugt und in einer von Zwielicht er­ leuchtete Kammer eingeleitet wird, in die ein Bündel vonein­ ander etwa parallel verlaufenden Lichtstrahlen schräg zur Richtung des Flüssigkeitsstrahles eingeleitet und auf eine ihm zugewandte Oberfläche des Flüssigkeitsstrahles gelenkt wird und ein auf der Oberfläche des Flüssigkeitsstrahles reflektierter Anteil der Lichtstrahlen auf eine in der Kam­ mer angeordnete Fläche projeziert wird.

Mit Hilfe dieses Verfahrens kann ein Bild des Flüssigkeits­ strahles auf der Projektionsfläche erzeugt werden. Dieses Bild zeigt eine wellenförmige Gestaltung des von den Licht­ strahlen getroffenen Bereiches des Flüssigkeitsstrahles. Die Oberfläche des Flüssigkeitsstrahles läßt Wellen erken­ nen, die eine gleichmäßige Gestaltung aufweisen und sich quer zur Richtung des Flüssigkeitsstrahles erstrecken. Un­ abhängig von einer Erweiterung des Flüssigkeitsstrahles in einem von den Lichtstrahlen erleuchteten Bereich sind die Wellen deutlich zu erkennen und zeigen eine ausge­ prägte Gestaltung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Flüssigkeitsstrahl gebündelt, bevor die Lichtstrahlen auf seine Oberfläche treffen. Durch diese Bündelung des Flüssigkeitsstrahls beispielsweise mit Hilfe einer Düse erhält der auf der Projektionsfläche abgebildete Bereich des Flüssigkeitsstrahles eine sehr ausgeprägte Oberflächen­ gestaltung, in der die Wellen sehr deutlich zu erkennen sind. Insbesondere macht das diffuse Licht eine sehr ausge­ prägte Darstellung der gewellten Oberfläche möglich. Das auf der Projektionsfläche erkennbare Bild des angestrahlten Bereiches kann fotografisch aufgenommen werden.

Bisher waren Vorrichtungen unbekannt, mit deren Hilfe Gra­ vitationsstrahlen sichtbar erzeugt werden konnten.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung anzugeben, die die Ausbildung von Gravi­ tationswellen an einem Flüssigkeitsstrahl ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine von Zwielicht in ihrem Inneren erleuchtete Kammer einen Einlaß für einen Flüssigkeitsstrahl und eine Durchtritts­ öffnung für ein Bündel voneinander etwa parallel verlaufen­ den Lichtstrahlen aufweist und im Inneren der Kammer ein Schnittpunkt vorgesehen ist, in dem die Lichtstrahlen auf eine ihnen zugewandte Oberfläche des Flüssigkeitsstrahles auftreffen, und im Schnittpunkt an der Oberfläche des Flüs­ sigkeitsstrahles mindestens eine teilweise Reflektion der Lichtstrahlen vorgesehen ist, deren reflektierter Anteil eine in der Kammer angeordnete Projektionsfläche beauf­ schlagt.

Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung werden Wellen deutlich dargestellt, die auf der Oberfläche des Flüssigkeitsstrahles ausgebildet sind. Diese Wellen sind gleichmäßig ausgebildet und folgen in regelmäßigen Abständen aufeinander. Auf der Projektionsfläche wird ein konstantes Bild erzeugt, das die Ausbildung dieser Wellen mit großer Deutlichkeit erken­ nen läßt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung ist die Projektionsfläche als ein E-kran ausgebil­ det. Dieser macht eine besonders konturenstarke Abbildung des vom Lichtstrahl erleuchteten Bereichs des Flüssigkeits­ strahles möglich. Die Begrenzungen des Flüssigkeitsstrahles sind so deutlich abgebildet, daß sie auf eine fotografische Platte aufgenommen werden können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefüg­ ten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Längsschnit­ tes durch eine Kammer mit eintretenden Strahlen und

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Projektionsfläche mit einer Abbildung des beleuchteten Teiles der Ober­ fläche des Flüssigkeitsstrahles.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise aus­ geführt in einer Kammer (1) in deren Innenraum (2) eine Projektionsfläche (3) angeordnet ist. Der Innenraum (2) wird von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwandungen (4, 5) begrenzt, die an ihrem unteren Enden (6, 7) in einen Boden (8) und mit ihren den unteren Enden (6, 7) gegenüber­ liegenden oberen Enden (9, 10) in eine dem Boden (8) ge­ genüberliegende Decke (11) einmünden. Eine der beiden Sei­ tenwandungen (4) kann in ihrem der Decke (11) zugewandten oberen Teil (12) in Richtung auf die Decke (11) abgewin­ kelt sein. Es ist jedoch auch möglich, den Innenraum (2) durch einander parallel verlaufende Seitenwandungen (4, 5) zu begrenzen.

In der Decke (11) ist ein Einlaß (13) vorgesehen, durch den ein Flüssigkeitsstrahl (14) in den Innenraum (2) ein­ mündet. Zur Erzeugung dieses Flüssigkeitsstrahles (14) ist in lotrechter Richtung unmittelbar oberhalb des Einlasses (13) eine Düse (15) angeordnet, aus deren weiterer Öffnung (16) der Flüssigkeitsstrahl (14) in Richtung auf den Einlaß (13) austritt. Der weiten Öffnung (16) gegenüber wird die Düse (15) durch eine enge Öffnung (17) begrenzt, mit der die Düse (15) an eine Rohrleitung (18) angeschlossen ist. Diese Rohrleitung (18) kann als ein Kupferrohr ausgebildet sein. Sie kann aber auch aus anderem flüssigkeitsleitenden Material bestehen. Innerhalb der Rohrleitung (18) ist ein Strahlregulator (19) angeordnet, mit dessen Hilfe der Flüs­ sigkeitsstrahl (14) hinsichtlich seiner Stärke reguliert werden kann.

Unterhalb des Einlasses (13) ist innerhalb des Innenraumes (2) ein Auffangbecken (20) angeordnet, in den der Flüssig­ keitsstrahl (14) nach Durchströmen eines wesentlichen Teiles des Innenraumes (2) aufgefangen wird. Dieses Auffangbecken (20) ist zu diesem Zwecke unmittelbar oberhalb des Bodens (8) angeordnet. Es kann jedoch auch unmittelbar im Innen­ raum (2) auf dem Boden (8) stehen. Außerdem kann es einen Abfluß (21) aufweisen, aus dem eine im Auffangbecken (20) aufgefangene Flüssigkeit (22) in ein nicht dargestelltes Ableitsystem abgeleitet wird.

In der Seitenwandung (4) ist eine Durchtrittöffnung (23) vorgesehen, die zweckmäßigerweise im oberen Teil (12) ange­ bracht wird. Durch diese Durchtrittsöffnung (23) tritt ein Bündel (24) von Lichtstrahlen (25) in den Innenraum (2) ein. Diese Lichtstrahlen (25) verlaufen in etwa parallel zueinander und stammen von einer außerhalb der Kammer (1) liegenden Lichtquelle (26). Zweckmäßigerweise kann die Son­ ne als Lichtquelle dienen. Es ist jedoch auch möglich, eine Kunstlichquelle zu verwenden, deren Lichtstrahl durch ein Rohr (27) in Richtung auf die Durchtrittsöffnung (23) ge­ leitet werden. Innerhalb dieses Rohres (27) sind mehrere Gruppen (28, 29) von Stahlnetzeinlagen vorgesehen, die ge­ eignet sind, die einzelnen Lichtstrahlen (25) so zueinander auszurichten, daß sie als einander etwa parallel verlaufen­ de Lichtstrahlen (25) durch die Durchtrittöffnung (23) in den Innenraum (2) hineintreten. Dabei ist die Richtung der Lichtstrahlen (25) so gewählt, daß diese den Flüssigkeits­ strahl (14) oberhalb des Auffangbeckens (20) treffen, und zwar in einem zwischen dem Boden (8) und der Decke (11) liegenden mittleren Bereich (29) des Innenraumes (2). Zu diesem Zwecke verlaufen die Lichtstrahlen (25) in einem beliebigen Winkel (30) zur Richtung des Flüssigkeitsstrahles (14). Um eine gute Reflektion der Lichtstrahlen (25) an einer ihnen zugewandten Oberfläche (31) des Flüssigkeits­ strahls (14) zu erzielen, wird der Winkel zwischen 20 Grad bis 60 Grad gewählt. Andere Einfallwinkel sind jedoch auch zulässig. Zweckmäßigerweise wird der Winkel (30) zu 45 Grad gewählt.

An der Oberfläche (31) wird mindestens ein Teil (32) der Lichtstrahlen (25) reflektiert. Auch innerhalb dieses Teils (32) verlaufen die Lichtstrahlen (25) einander etwa paral­ lel. Innerhalb der den Teil (32) bildenden reflektierten Lichtstrahlen (33) erstreckt sich die Projektionsfläche (3) durch den Innenraum (2) oberhalb des Auffangbeckens (20). Zweckmäßigerweise ist die Projektionsfläche (3) be­ züglich der reflektierten Lichtstrahlen (33) so angeordnet, daß diese in einem Winkel (34) von etwa 90 Grad auf die Projektionsfläche (3) treffen. Wird der Winkel (30) zu 45 Grad gewählt, so verläuft eine von der Projektionsfläche (3) aufgespannte Ebene in etwa parallel zu den Lichtstrahlen (25). Die Projektionsfläche (3) kann als E-kran ausgebil­ det sein.

Innerhalb des Innenraumes (2) ist mindestens eine Licht­ quelle (35) vorgesehen, die innerhalb des Innenraumes (2) Zwielicht insbesondere im Bereich der Projektionsfläche (3) erzeugt. Zweckmäßigerweise ist diese Lichtquelle (35) in einem in Richtung auf die Decke (11) liegenden oberen Bereich des Innenraumes (2) ausgebildet.

In dieser Lage ist die Lichtquelle (35) angeordnet, um min­ destens auf der Projektionsfläche (3) und im Bereich der Oberfläche (31) des Flüssigkeitsstrahles (14), an der die Lichtstrahlen (25) reflektiert werden, ein Zwielicht zu erzeugen. Auf diese Weise erscheint ein auf der Projektions­ fläche (3) erkennbares Bild (36) mit diffusen Begrenzungs­ linien (37) des abgebildeten Flüssigkeitsstrahls (14).

Diese Begrenzungslinien (37) sind in Form von Wellen (38) ausgebildet, so daß bezüglich einer sich durch das Bild (36) erstreckenden Mittellinie (39) die beiden einander gegenüberliegenden Begrenzungslinien (37, 40) in gleicher Höhe bezüglich einer das Bild (36) in lotrechter Richtung unten begrenzenden unteren Begrenzungslinie (40) jeweils Erhebungen (41, 42) und Senkungen (43, 44) aufweisen. Dabei verlaufen gedachte Verbindungslinien (45) zwischen zwei einander jeweils gegenüberliegenden Erhebungen (41, 42) bzw. Senkungen (43, 44) etwa senkrecht zur Mittellinie (39). In Richtung des Flüssigkeitsstrahles (14) einander benach­ barte Erhebungen (41) bzw. Senkungen (43) halten jeweils voneinander gleiche Abstände (46) ein, deren Größe von der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles (14) einerseits und vom Winkel (30) der auf die Oberfläche (31) des Flüssig­ keitsstrahles (14) auftreffenden Lichtstrahlen (33) anderer­ seits abhängt, aber immer gleich groß von einer Erhebung (41) zur benachbarten Erhebung (41) bzw. von einer Senkung (43) zur benachbarten Senkung (43) ist. Die Abstände (46) können daher mit Hilfe des Strahlregulators (19) in ihrer Größe beeinflußt werden.

Bei der Projektion der Lichtstrahlen (25) ist darauf zu achten, daß die Länge der von den Lichtstrahlen (25) ge­ troffenen Oberfläche (31) in etwa der Länge des Bildes (36) entspricht, so daß das Verhältnis der Länge B 1 der von den Lichtstrahlen (25) getroffenen Oberfläche (31) zur Länge des auf der Projektionsfläche (3) erkennbaren Bildes (36) B 2 etwa 1 beträgt. Demgegenüber soll das Verhältnis einer Breite (47) des Bildes (36) an der unteren Begrenzungslinie (40) zur entsprechenden Breite (48) im Bereich einer unteren Begrenzung (49) der Oberfläche (31), an der die Lichtstrahlen (25) reflektiert werden, etwa 60 bis 150 be­ tragen. Auf diese Weise stellt sich das Bild (36) in einer wesentlich größeren Breite dar als die von den Lichtstrahlen (25) getroffene Oberfläche (31) des Flüssigkeitsstrahles (14). Durch dieses Projektionsverhältnis werden die Be­ grenzungslinien (37, 40) besonders deutlich als Wellen (38) dargestellt.

Der Innenraum (2) muß ohne die eingeschaltete Lichtquelle (35) möglichst dunkel sein. Zu diesem Zwecke sind die den Innenraum (2) begrenzenden Wandungen (4, 5, 8, 11) schwarz ausgebildet. Außerdem ist die Düse (15) zweckmäßigerweise unmittelbar an der Decke (11) befestigt, um zu gewähr­ leisten, daß durch den Einlaß (13) kein falsches Licht in den Innenraum eindringen kann. Darüber hinaus ist auch das Rohr (27), das zweckmäßigerweise einen Mindestdurchmesser von 300 mm aufweist, unmittelbar mit dem oberen Teil (12) verbunden. Dieser obere Teil (12) besitzt zweckmäßigerweise gegenüber der übrigen Seitenwandung (4) eine Neigung, die einen senkrechten Durchtritt der Lichtstrahlen (25) in den Innenraum (2) ermöglicht.

Der aus der weiten Öffnung (16) der Düse (15) austretende Flüssigkeitsstrahl (14) verjüngt sich in Strömungsrichtung auf das Auffangbecken (20). Auf diese Weise erhält auch die von den Lichtstrahlen (25) getroffene Oberfläche (31) eine der Ausbildung des Flüssigkeitsstrahls (14) ent­ sprechende konische Ausbildung. In entsprechender Weise verlaufen auch die Begrenzungslinien (37, 40) des Bildes (36) in Richtung auf die untere Begrenzungslinie (40) ko­ nisch.

Claims (23)

1. Verfahren zur Erzeugung von Gravitationswellen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsstrahl (14) erzeugt und in eine von Zwielicht erleuchtete Kammer (1) eingeleitet wird, in die ein Bündel (24) von einander etwa parallel verlaufenden Lichtstrahlen (25) schräg zur Richtung des Flüssigkeitsstrahles (14) eingeleitet und auf eine ihm zu­ gewandte Oberfläche (31) des Flüssigkeitsstrahles (14) ge­ lenkt wird und ein auf der Oberfläche (31) des Flüssigkeits­ strahles (14) reflektierter Teil (32) der Lichtstrahlen (25) auf eine in der Kammer (1) angeordnete Projektions­ fläche (3) projeziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrahl (14) gebündelt wird, bevor die Licht­ strahlen (25) auf seine Oberfläche (31) treffen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrahl (14) vor Eintritt in die Kammer (1) gebündelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrahl (14) in einer Düse (15) gebün­ delt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstrahl (14) vor seinem Eintritt in die Düse (15) hinsichtlich seiner Wassermenge reguliert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Sonnenstrahlen als Lichtstrahlen (25) in die Kammer (1) eingeleitet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtstrahlen (25) einer starken Lichtquelle (26) pa­ rallel zueinander ausgerichtet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlen (25) der starken Lichtquelle (26) durch ein mit einer Stahlnetzeinlage gefülltes Rohr (27) in Richtung auf den Flüssigkeitsstrahl (14) gelenkt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlen (25) der starken Lichtquelle (26) vor der Kammer (1) ausgerichtet und etwa parallel zueinander verlaufend in die Kammer (1) eingeleitet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa parallel zueinander verlaufenden Lichtstrahlen (25) in einem Winkel (30) zwischen 20 Grad und 60 Grad auf die Oberfläche (38) des Flüssigkeitsstrahls (14) gelenkt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa parallel zueinander verlaufenden Lichtstrahlen (25) unter 45 Grad auf die Oberfläche (31) des Flüssigkeits­ strahles (14) gelenkt werden.

12. Vorrichtung zur Erzeugung von Gravitationswellen, da­ durch gekennzeichnet, daß eine von Zwielicht in ihrem Innen­ raum (2) erleuchtete Kammer (1) einen Einlaß (13) für einen Flüssigkeitsstrahl (14) und eine Durchtrittsöffnung (23) für ein Bündel (24) von einander etwa parallel verlaufenden Lichtstrahlen (25) aufweist und im Innenraum (2) der Kammer (1) ein Schnittpunkt vorgesehen ist, in dem die Licht­ strahlen (25) auf eine ihnen zugewandte Oberfläche (31) des Flüssigkeitsstrahles (14) auftreffen, und im Schnitt­ punkt an der Oberfläche (31) des Flüssigkeitsstrahles (14) mindestens eine teilweise Reflektion der Lichtstrahlen (25) vorgesehen ist, deren reflektierter Teil (32) eine in der Kammer (1) angeordnete Projektionsfläche (3) beaufschlagt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Projektionsfläche (3) ein E-kran vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf den E-kran eine von den Lichtstrahlen (25) getroffene Oberfläche (31) als Vergrößerung abgebil­ det ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vergrößerung in Wellen (38) verlaufende Begrenzungslinien (37, 40) eines vom Flüssigkeitsstrahl (14) projezierten Bildes (36) aufweisen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wellen (38) Erhebungen (41, 42) und Sen­ kungen (43, 44) aufweisen, die in etwa gleiche Abstände voneinander besitzen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine von den Lichtstrahlen (25) beaufschlagte Oberfläche (31) im Verhältnis von etwa 1 : 1 hinsichtlich ihrer in Strömungsrichtung gemessenen Länge auf der Projek­ tionsfläche (3) abgebildet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das auf die Projektionsfläche (3) projezierte Bild (36) des Flüssigkeitsstrahles (14) im Bereich seiner in Strömungsrichtung unteren Begrenzungslinie (40) etwa im Verhältnis von 60 bis 150 Mal hinsichtlich seiner Breite vergrößert ist gegenüber dem in Strömungs­ richtung unteren Bereich der Oberfläche (31) des von den Lichtstrahlen (25) getroffenen Flüssigkeitsstrahles (14).

19. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtstrahlen (25) in einem Winkel (30) von 20 Grad bis 60 Grad auf die Oberfläche (31) des Flüssig­ keitsstrahles (14) auftrifft.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlen (25) in einem Winkel (30) von 45 Grad auf die Oberfläche (31) des Flüssigkeitsstrahles (14) auf­ trifft und die Projektionsfläche (3) eine Ebene aufspannt, die etwa senkrecht zur Richtung des reflektierten Teils (32) der Lichtstrahlen (25) und parallel zu den Licht­ strahlen (25) verläuft.

21. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in Strömungsrichtung des Flüssigkeitsstrahles (14) vor dem Einlaß (13) eine Düse (15) vorgesehen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (15) eine enge und eine weite Öffnung (16) aufweist, von denen die weite Öffnung (16) dem Einlaß (13) zugewandt ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 und 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem sich in Strömungsrichtung vor der Düse (15) erstreckenden Zulauf des Flüssigkeitsstrahles (14) ein Strahlregulator (19) vorgesehen ist.