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Wasserspiegel


Als Wasserspiegel bezeichnet man in Geowissenschaft und Technik die geglättete Form einer freien, weitgehend ungestörten Wasserfläche, wie sie sich unter dem Einfluss der Schwerkraft einstellt.

Ein derart geglätteter Wasserspiegel stellt eine Äquipotentialfläche dar, in der kommunizierende Gefäße exakt denselben Wert des Schwerepotentials haben. Davon zu unterscheiden sind die Begriffe „Wasserstand“ (s. unten) und Pegel. Die Theorie der Äquipotentialflächen gilt in Flüssigkeitsbehältern aller Art oder in Rohrleitungen, wenn sie nicht unter Druck stehen und keine merkliche Adhäsion oder Reibung besitzen.

Hydrologie

Wenn außer dem Luftdruck noch andere Kräfte wirken, treten Strömungen und Wellen auf. Durch Mittelung wiederholter Messungen über eine gewisse Zeit kann man die ungestörte Oberfläche bestimmen, die überall normal auf die Lotlinien steht. Bei anspruchsvolleren Aufgaben wird statt der Mittelung eine sogenannte Reduktion der Messdaten vorgenommen, wobei die störenden Kräfte mathematisch zu modellieren sind.

Die betrachtete Wasserfläche kann die Oberfläche von Meeren (siehe Geoid) oder von Binnengewässern sein (Flüsse, größere Bäche, Höhlenwasser).

Unterschied Wasserspiegel – Wasserstand

Demgegenüber meint der Terminus „Wasserstand“ etwas anderes:

Idealisierte, glatt verlaufende Fläche

Während kleinräumig – etwa in der Labortechnik – nur geringe Einflüsse den Wasserspiegel stören (beispielsweise die Rand- und Oberflächenspannung), ist dies in der freien Natur anders. Dort wird der Wasserspiegel als dynamischer Mittelwert einer idealisierten, glatt verlaufenden Oberfläche definiert und vor allem von folgenden Einflüssen abstrahiert:

Spiegelart

Vor der Nutzbarmachung von polierten Metallen und Gläsern dienten Wasserspiegel als Spiegel, was in der antiken Sage von Narziss thematisiert wird: Narziss sieht im Wasserspiegel zum ersten Mal sich selbst. Fiktive Wasserspiegel dienten im 19. Jahrhundert zur Rechtfertigung der Beleuchtungsrichtung des Rampenlichts im Theater. Bis heute werden die Reflexionen von Wasserspiegeln in Landschaftsarchitektur oder Lichtkunst genutzt und sind eine Herausforderung für künstlerische Abbildungen.

Naturwissenschaft und Psychologie

Abweichungen vom Normal der horizontalen glatten Fläche spielen in zahlreichen Experimenten und wissenschaftlichen Demonstrationen eine Rolle. Isaac Newton verwendete in seinem Eimerversuch einen Wasserspiegel, um die Gravitationskräfte in einem rotierenden Gefäß zu zeigen. Jean Piaget stellte Versuchspersonen im Zusammenhang mit seiner „Theorie der geistigen Entwicklung“ auf die Probe, indem er sie den Wasserspiegel in einem geneigten Glas einzeichnen ließ.

Weblinks

 Wiktionary: Wasserspiegel – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Kategorien: Hydrologie

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserspiegel (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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