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Das Banner der Rhetos-Website: zwei griechische Denker betrachten ein physikalisches Universum um sie herum.

Thaumatrop

Optik

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Basiswissen


Ein Thaumatrop ist ein sehr einfaches Gerät zur Erzeugung zusammengesetzter Bilder: auf einer schnell rotierenden Scheibe befindet sich auf der Vorderseite ein anderes Bild als auf der Rückseite. Durch die schnelle Drehung setzt das Auge die beiden Bilder zu einem gemeinsamen Bild zusammen. Das Thaumatrop war ein wichtiger Schritt auf dem Weg hin zu modernen Kinogeräten.

Geschichte der Entdeckung


Schon in der Antike hatte der Philosoph Aristoteles bemerkt, dass nach einen Blick in die Sonne das Auge ein Nachbild zu erzeugen scheint. Selbst wenn man nicht mehr in die Sonne blickt oder die Augen schließt, erscheinen im Auge helle rote Punkte, so Aristoteles. [1, Seite 202] Der römische Dichter und Naturphilosoph Lukrez (99 bis 55 v. Chr.) ging davon aus, dass die von uns gesehenen Gegenstände kleine Figuren ihrer selbst in die Welt ausstrahlen, die von ihm so genannten Simulacra. [2] Manche der Simulacra könnten das Auge durchdringen und direkt in die Seele des Menschen Eingang finden. [1, Seite 202] Im 16. Jahrhundert bemerkte dann Leonardo da Vinci, dass schnell bewegte Gegenstände eine Spur auf ihrem Pfad hinterließen, auf dem sogar die Farbe des Objektes erkennbar wäre. [1, Seite 203]. Als Beispiele führte er Blitze und im Dunkeln bewegtes Feuer an.

Im 17. und 18. Jahrhundert versuchte man das Phänomen der sogenannten Nachbilder dann wissenschaftlich zu erforschen. Ein gewisser Honoré Fabri habe um 1667 die Bewegung glühender Kohlen im Dunkeln untersucht. Johannes Segner (1704 bis 1777) bemerkte, dass bei ausreichend schneller Bewegung die glühende Kohle einen im Dunkeln sichtbaren Kreis erzeuge. Wenn die Kohle aber zu langsam bewegt werden, entstehe kein geschlossener Kreis. [1, Seite 203] Aus diesem Gedanken kann man einen Schluss ziehen.

Merksatz:

1.0 Rotiert man ein Licht im Dunkeln schnell genug auf einer Kreisbahn, dann erscheint ein sichtbarer Kreis. Verlangsamt man die Kreisgeschwindigkeit, ist der hell sichtbare Kreis irgendwann nicht mehr geschlossen. Die Dauer für eine Kreisumlauf an dieser Kipp-Geschwindigkeit muss der Lebensdauer des Nachbilder auf der Netzhaut entsprechen. Siehe auch 👉 Kreisbewegung

Auf dieser Idee aufbauend baute der französische Graf Patrice d'Arcy im Jahr 1765 eine große hölzerne Maschine auf einer 6 Meter hohen Plattform, die er im Dunkeln aus 50 Metern Entfernung beobachtete. Über ein Räderwerk mit Gewichten als Antrieb rotierten glühende Kohlen am Ende eines rotierenden Rades. Der Graf kam so auf eine Lebensdauer der Nachbilder von etwa einer Siebtel Sekunde. [1, Seite 204]


TO-DO:

Kann man den Effekt sichtbarer Kreise von glühenden Kohlen auf einer Kreisbahn mit einer Kamera festhalten? Oder würde eine Kamera nur das Stück glühende Kohle ohne Nachspur zeigen?


Im Jahr 1821 erschien in den englischen Quarterly Journals of Science ein Artikel über das seltsame Phänomen, dass die Speichen eines sich drehenden Rades durch die Stäbe eines Zaunes betrachtet still zu stehen schienen. Derselbe Effekt träte auch auf, wenn das Rad still stünde und man als Beobachter am Zaun entlang liefe und das Rad betrachte. [1, Seite 205] Der Engländer Peter Mark Roget (1779 bis 1869) erklärte im Jahr 1824 mit den Nachbildern im Auge. [1, Seite 205]

Im Jahr 1825 schließlich sei das Thaumatrop in England erfunden worden. Charles Babbage zufolge soll es aus einer Verbindung der Ideen von John Herschel, William Henry Fitton und John Ayrton Paris zurück gehen. [1, Seite 205]

Herschel habe eines Tages gefragt, ob man ihm nicht eine Münze von beiden Seiten gleichzeitig zeigen könne. Eine erste Idee mit einem Spiegel verwarf er. Herschel habe die Münze dann aufrecht auf dem Tisch rotieren lassen und meinte, das sei es, was er wolle. Ein Dr. Fitton wurde dann darüber informiert. Fitton habe dann eine Stück Karton über zwei Fäden rotieren lassen. Auf der einen Seite des Kartons sah man einen Vogel, auf der anderen einen leeren Käfig. Bei ausreichend schneller Rotation sah man dann den Vogel im Käfig. Später habe man festgestellt, dass ein Dr. Paris ein solches Ding bereits unter dem Namen Thaumatrop verkaufe. [1, Seite 205 bis 207]

Weitere Namen stehen dann mit der Bekanntmachung und Popularisierung des Thaumatrops in Verbindung: David Brewster (1826), Eugene Julia de Fontanella und Joseph Plateau (geboren 1801).

Plateau, der Student an der Universität von Lüttich Literatur und Philosophie studierte, versuchte das Phänomen über die Dauer von Nachbildern auf dem Auge zu erklären. Anders als die Vorgänger dieses Gedankens ging er aber nicht davon aus, dass das Nachbild schlagartig verschwinde, sondern graduell langsam nachlasse. Die Dauer gut erkennbarer Nachbilder bestimmte er auf etwa ein Drittel einer Sekunde. [1, Seite 209]

Wenn wir heute einen Film im Kino betrachten, werden uns 24 Bilder pro Sekunde gezeigt. Auch die Monitore von Computern zeigen uns ähnlich viele (oder deutlich mehr) Bilder pro Sekunde. Die Vor- und Nachgeschichte rund um ein so simples Gerät wie es das Thaumatrop war, lieferte wichtige Erkenntnisse hin zu unseren modernen Medien von heute.

Fußnoten


  • [1] Das Thaumatrop in seiner Rolle zur Erforschung der Nachbilder im menschlichen Auge und als wichtiger Zwischenschritt bei der Entwicklung hin zum modernen Kino ist sehr ausführlich beschrieben in: Laurent Mannoni: The Great Art of Light and Shadow. Archeology of the Cinema. Aus dem Französischen übersetzt von Richard Crange. University of Exter Press, Devon (UK), 2000. Original: Le Grand Art de la Lumière et de l'Ombre (1995). Dort im Kapitel "8. The Pirouette of the Dancer", ab Seite 201.



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