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Schlichting!: Unscheinbare Grenze im Fluss

Manchmal steht ein winziger solitärer Wellenkamm quer über einem Gewässer. Er trennt eine bewegte von einer ruhigen Zone und gibt interessante physikalische Zusammenhänge preis.
Eine Welle in einem Fluss trennt eine ruhige von einer sich fein kräuselnden Schicht

Wer einen Spaziergang an einem Bach unternimmt, sollte es nicht versäumen, dessen Oberfläche nach einer unauffälligen, nahezu fadenförmigen Welle abzusuchen. Sie läuft in den meisten Fällen wie eine dünne Linie senkrecht zur Strömungsrichtung über das Gewässer und zeichnet bei Sonnenschein einen feinen Streifen fokussierten Lichts auf den Boden. Wenn man die filigrane Struktur zum Beispiel mit dem Finger stört, bildet sie sich anschlie­ßend unwesentlich verändert wieder neu. Der winzige Wall und vor allem sein Umfeld sind nicht nur schön anzusehen. Die Erscheinung deutet auf ein komplexes Strömungs­geschehen hin, von dem man direkt kaum etwas zu sehen bekommt.

Diese Art von Welle wurde zum ersten Mal 1854 vom US-Schriftsteller und Philosophen Henry David Thoreau beschrieben. Sie hat später Generationen von Forschern zu experimentellen und theoretischen Untersuchungen angeregt, beginnend 1881 mit dem britischen Physiker Osborne Reynolds. In englischsprachigen Publikationen wird sie daher meist als »Reynolds ridge« bezeichnet. Hinter der Thoreau-Reynolds-Welle steckt ein subtiles Zusammenspiel von Oberflächen- und Strömungseffekten …

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  • Literaturtipp

Berner, H.: Der Thoreau-Reynolds-Grat und andere stehende Kapillarwellen. Books on Demand, 2021
Das allgemein verständliche Buch bringt das Phänomen mit zahlreichen ansprechenden Fotos näher.