Technik

Eine "Schliere" ist innerhalb eines Mediums wie Luft oder Wasser ein kleine Menge dieses Mediums, dass eine andere Dichte aufweist. Dies kann durch eine unterschiedliche Temeratur oder durch einen anderen Druck entstehen. Praktisch heißt das, dass die erwärmte Luft z.B. über einer Kerzenflamme eine andere Dichte hat. Schall sind Druckunterschiede. Die sind allerdings sehr gering, kurz und schnell, so dass sie sehr schwer mit einem Aufbau zu Hause registrierbar sind. Die NASA erforscht so aber z.B. den Überschallknall bei Flugzeugen (mit einer abgewandelten Schlieren-Methode, AirBOS).

An den Grenzschichten dieser Schlieren wird Licht abgelenkt, so wie bei allen Übergängen zwischen unterschiedlich dichten Medien (z.B. Luft-Wasser, Luft-Glas). Nun kann man Licht per Linse oder Hohlspiegel so sammeln, dass alle Lichtstrahlen durch einen Brennpunkt zur Kamera gelangen. Werden einige Lichtstrahlen durch Schlieren abgelenkt, dann gehen sie nicht mehr exakt durch den Brennpunkt, sondern ein wenig drüber oder drunter oder daneben. Blockt man einen Großteil der abgelenkten Strahlen (welche der Schliere entsprechen) durch eine Blende ab, dann fehlen diese Strahlen und die Schliere zeichnet sich als Schatten im Kamerabild ab.

Es gibt verschiedene optische Schlieren-Aufbauten. Ursprünglich wurden zwei große Linsen benutzt, später zwei Parabolspiegel. Den günstigsten und am wenigsten aufwändigen Aufbau, der trotzdem eine sehr gute Abbildungsqualität hat, stelle ich hier vor: Das Singel-Mirror Off-Axis Setup. Wobei in der Messtechnik keine Proben in dem Bereich untersucht werden, in dem sich ein- und ausfallendes Licht aus dem Spiegel überschneiden. Aber für meine Zwecke ist das zunächst egal.

Schlieren-Setup

DIY-Tipp: Spiegel kaufen

Für alle, die selber tätig werden wollen, stellt sich als erstes die Frage: Wo kann ich einen bezahlbaren Parabolspiegel kaufen? Viele Links im Netz verweisen auf Anchor-Optics in den USA, den Laden gibt es aber nicht mehr. Nach langer Recherche habe ich rausgefunden, dass sich am besten Spiegel für Teleskopselbstbauer eignen, da gibt es eine gute und relativ günstige Firma namens GALAXY, die Spiegel findet ihr hier:

https://www.intercon-spacetec.de/teleskope/bauteile-und-optik/newton-optik/

Ich habe dort einen 20cm Spiegel 2. Wahl (optisch aber voll funktionsfähig) für 120,-- € gefunden.