03. Februar 2014, 15:58 Uhr

»Physik im Blick« auf den Spuren von MacGyver

Gießen (rha). Weil er den Gebrauch von Schusswaffen ablehnt, hilft sich Angus MacGyver bei seinem Kampf gegen das Böse mit physikalischen und chemischen Tricks.
03. Februar 2014, 15:58 Uhr
Hier zeigen Professor Michael Dürr und Vorlesungsassistentin Anna Zagan, dass sich eine Essiggurke als Stromleiter verwenden lässt. (Foto: rha)

Mit Wasser und einem Feuerlöscher sprengt er einen Felsbrocken ab, Lichtschranken leitet er einfach um, und aus einem Wecker macht er kurzerhand einen Lügendetektor. Funktioniert das nur in der amerikanischen Fernsehserie, oder sind MacGyvers Kniffe auch in der Realität möglich? Diese Frage beantwortete Prof. Michael Dürr vom Institut für Angewandte Physik der Justus-Liebig-Universität am Samstag im dritten Vortrag der Reihe »Physik im Blick«.

Seine Verfolger sind ihm dicht auf den Fersen. MacGyver muss etwas tun, um sie aufzuhalten. Schnell schüttet er Wasser in eine Felsspalte und kühlt das Ganze mit Hilfe eines Feuerlöschers ab. Das Wasser gefriert, und der Felsvorsprung fällt auf die Verfolger herab. Was steckt dahinter? Dürr erklärte es mit einem Teilchenmodell. Im gasförmigen Zustand fliegen die Teilchen noch chaotisch durcheinander, in Flüssigkeiten sind sie schon etwas geordneter, und im festen Zustand weisen sie eine ganz strenge Ordnung auf. Im Fall von Wasser geben die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Teilchen diese Ordnung vor. Sie verhindern eine dichte Anordnung der Moleküle, was dazu führt, dass Wasser sich beim Übergang in den gefrorenen Zustand ausdehnt.

Beim Feuerlöscher macht sich MacGyver das Phänomen zunutze, dass Gas sich abkühlt, wenn es sich nach der Kompression in der Flasche plötzlich ausdehnen kann. Vorlesungsassistentin Anna Zagan veranschaulichte den Effekt, indem sie Kohlenstoffdioxid aus einer Gasflasche in einen Sack strömen ließ. Als sie diesen anschließend umdrehte, fielen kleine Eisklümpchen heraus. Ein Feuerlöscher kann also tatsächlich nicht nur im Brandfall nützlich sein, sondern auch, wenn man einmal die Sprengkraft gefrierenden Wassers ausnutzen möchte.

Gasflaschen stellen für MacGyver immer wieder eine praktische Hilfe dar. Manchmal kappt er auch einfach ihren Verschluss und lässt sie so als Geschosse auf seine Gegner los. Auch das würde in der Realität funktionieren – mit etwas reduzierter Geschwindigkeit vielleicht. Dürr trat den Beweis an: Er fuhr auf einer Gasflasche, die auf einem Fahrgestell angebracht war, quer durch den Hörsaal. Gemessen an dem Lärm, den das Ganze verursachte, war die Geschwindigkeit zwar längst nicht so hoch, wie die der Gasflaschen-Geschosse in der Fernsehserie. Insgesamt aber stellte Dürr fest: »Die Thermodynamik hat er ganz gut drauf, der MacGyver.«

Auch mit der Optik scheint sich der Serienheld gut auszukennen. In einer Szene lenkt er eine Lichtschranke mit einem dünnen Schlauch so um, dass er problemlos darunter durchsteigen kann. MacGyvers Trick beruht auf der sogenannten Totalreflexion. Das Licht wird an den Innenwänden des Leiters gebrochen und kann dadurch umgelenkt werden. Mit einem Glasfaserkabel stellte Dürr das Ganze nach.

Lügendetektor gebaut

Im Bereich der Elektrizitätslehre beweist MacGyver ebenfalls seinen Einfallsreichtum. Mit einem Wecker und einem Blutdruckmessgerät baut er zum Beispiel einen Lügendetektor. Lügt ein Mensch, steigt sein Blutdruck, und er schwitzt stärker. Die Flüssigkeit auf der Haut leitet den Strom zum Wecker, der daraufhin Alarm schlägt. Dem Prinzip nach ist das eine gute Idee. Allerdings ist der Widerstand der menschlichen Haut normalerweise viel zu gering, um tatsächlich einen Wecker zu betreiben. Dass Flüssigkeiten – vorausgesetzt, es befinden sich Ionen darin – Strom leiten können, zeigte Dürr mit einer Reihe von Experimenten. Unter anderem benutzte er eine Essiggurke als Leiter, die zwischen den Elektroden nach kurzer Zeit deutlich sichtbar zu glühen begann.

Dürr hatte bereits eingangs die Vermutung geäußert, dass MacGyver irgendwann einmal Physik studiert haben muss. Nach einigen filmischen Einsätzen des Serienhelds und anschaulichen Experimenten stand fest: An Einfallsreichtum ist MacGyver kaum zu übertreffen. Obwohl es die Erfinder der Fernsehserie mit der Wirkung seiner Tricks manchmal etwas übertrieben haben, gehören definitiv ein scharfer Verstand und eine gehörige Portion physikalischen Wissens dazu, um das Böse mit einfachsten Hilfsmitteln effektiv zu bekämpfen.

Der nächste »Physik im Blick«-Vortrag von Prof. Bruno K. Meyer am Samstag, dem 8. Februar, untersucht die Frage »Armageddon: Hat die Erde eine Chance?«.

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