Um die zu erwartenden Wellenmuster zu fotografieren kann man die Schale entweder auf einen Tageslichtprojektor stellen und direkt oder indirekt (Projektion) aufnehmen, oder man stellt sie auf ein Blatt weißes Papier und fotografiert von oben.
Als Rezept habe ich wieder den Ansatz von RICHARD J.
FIELD benutzt, der in Tabelle
3 angegeben ist.
Reaktand | Konzentration der | eingesetzte |
---|---|---|
Vorratslösung [mol/l] | Menge [ml] | |
KBrO3 | 0,5 | 15,0 |
HMal | 1,5 | 3,0 |
H2SO4 | 5 | 2,0 |
KBr | 0,3 | 5,0 |
Ferroin | 0,01 | 5,0 |
Abb. 11: Musterbildung in der BZR (eigener Versuch). Das Zeitintervall
zwischen den Aufnahmen ist unter den Bildern angegeben. Durchmesser der
Schale: 10 cm. Aufnahmen der Schale auf einem weißen Blatt Papier.
Die Bilder wurden digital nachbearbeitet.
Abb. 12: Musterbildung in der BZR (eigener Versuch). Zeitintervall
zwischen den Aufnahmen: 5 s. Die Farben sind durch die Rotempfindlichkeit
des Filmes verfälscht. Aufnahme einer Projektion der Schale mithilfe
eines Tageslichtprojektors.
Die Abbildungen 11 und 12 zeigen konzentrische Wellenmuster, wie sie aus der BZR entstehen. Die Farben der Aufnahmen in Abbildung 12 sind etwas verfälscht, weil das Licht des Tageslichtprojektors einen hohen Rot-Anteil besitzt, und der Film - ein ASA-100/200-Standardfilm - eine besonders hohe Empfindlichkeit im roten Spektralbereich aufweist. Im zweiten Bild ist eine etwas vergrößerte Gruppe von einigen Wellenzentren zu sehen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit beträgt hier etwa 14 mm/min (gemessen in der rechten Spalte von Abbildung 12). Die Wellengrenzen sind in beiden Aufnahmenserien ausgefranst, weil sich die Vibrationen des Ventilators des Overhead-Projektors auf die Lösung übertragen.
Man kann die Reaktion an einer bestimmten Stelle initiieren, wenn man eine heiße Nadel, oder einen heißen Draht kurz in die Lösung taucht. Die Gasbläschen, die entstehen, erkennt man auf diesen Aufnahmen als dunkle runde Flecken, da sie das Licht des Projektors streuen.
Abb. 13: Musterbildung in der BZR (eigener Versuch). Zeitintervall
zwischen den Aufnahmen: 40 s. Direkte Aufnahmen der Schale auf einem weißen
Papier. Die Bilder wurden digital nachbearbeitet. Die dicken gelben Linien
markieren die Verbindungslinie zwischen zwei benachbarten Störungszentren.
Die dünnen gelben Linien markieren die Stellen an der sich die Wellenfronten
dieser Zentren gerade berühren.
Die Störzentren können, wie im letzten Abschnitt erwähnt wurde, durch eine heiße Nadel erzeugt werden. Man verändert dabei durch Verdampfen die Konzentrationen. Aber auch CO2-Bläschen, Kratzer im Glas oder Staubkörner können Störzentren sein.
Anhand von Abbildung 13 kann man einige Aussagen
über die Natur von chemischen Wellen machen. Sie unterscheiden sich
nämlich in einigen wichtigen Punkten von anderen Wellenerscheinungen,
wie dem Schall, oder dem Licht. Zum einen werden chemische Wellen von Hindernissen
nicht reflektiert. Dies sieht man daran, dass etwa die Wellen, die in den
Aufnahmen auf die Gefäßwand treffen, nicht wieder zurücklaufen,
sondern einfach verschwinden. Ein weiterer Unterschied besteht in der Interaktion
von verschiedenen Wellenfronten: Licht- oder Schallwellen können sich
durchdringen und interferieren, chemische Wellen löschen sich grundsätzlich
aus. Dies sieht man an den Stellen, die in Abbildung
13 mit einem gelben Strich markiert sind. Hier treffen jeweils zwei
Wellenfronten aufeinander und löschen sich aus. Dabei bildet sich
eine gedachte Linie, an der die Auslöschung stattfindet, die sich
immer in Richtung des Störzentrums mit der nierdrigeren Frequenz bewegt
[Walker 1980].