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Katzen sehen im Dunkeln sehr viel besser als Menschen. Das liegt an einer reflektierenden Schicht im Katzenauge, dem sogenannten „Tapetum Lucidum“. Diese Schicht wirkt wie ein Lichtverstärker und ist der Grund, warum dafür, dass Katzenaugen im Dunkeln aufleuchten.

In der Dämmerung sehen Katzen mehr als Menschen

Menschen sehen in der Nacht viel weniger als Katzen. Sie sind auf elektrisches Licht oder Reflektoren an Leitpfosten entlang der Straßen angewiesen. Diese „Katzenaugen“ tragen ihren Namen nicht umsonst: Denn die Augen der Katzen können – im Gegensatz zu den menschlichen Augen – Licht reflektieren und deshalb in der Dunkelheit viel besser sehen. Hinzu kommt, dass Katzen ein größeres Gesichtsfeld als Menschen haben. Die nachtaktiven Tiere nehmen an der Peripherie ihres Gesichtsfeldes mehr wahr, als Menschen dies tun.

Die Rezeptoren: Zapfen und Stäbchen

Was passiert, wenn Licht ins Auge fällt? Sowohl bei der Katze als auch beim Menschen trifft das Licht auf die Netzhaut. Diese besteht wiederum aus Millionen winziger Rezeptoren. Es gibt zwei Arten von Rezeptoren: Die Zapfen sind für die Farben zuständig, die lichtempfindli-cheren Stäbchen für die Hell-Dunkel-Wahrnehmung. Wichtige Unterschiede zwischen Katze und Mensch dabei sind: Katzen haben eine deutlich höhere Anzahl von lichtempfindlichen Stäbchen und eine andere Farbwahrnehmung als wir. Bisher gehen Wissenschaftler davon aus, dass Katzen die Welt eher blau-violett und grün-gelb sehen.

Das „Tapetum Lucidum“

Der entscheidende Unterschied aber, warum Katzen in der Dämmerung besser sehen als Menschen, ist eine reflektierende Schicht hinter der Netzhaut. Diese Schicht, Fachleute nen-nen sie „Tapetum Lucidum“, wirkt wie ein Lichtverstärker. Fällt das Licht ins Katzenauge, so wird es wie von einem Spiegel noch einmal auf die Rezeptoren zurückgeworfen. Das hilft den Vierbeinern aus wenig Licht sehr viel mehr zu machen. Leuchten Katzenaugen im Dunk-len auf, ist der Grund das „Tapetum Lucidum“. Die schlitzförmig, senkrecht stehenden Pupil-len der Katze ermöglichen darüber hinaus, dass der Vierbeiner einfallendes Licht, auch bei schlechter Beleuchtung, maximal nutzen kann.

Eine Welt ohne Telefon, SMS und Messenger-Dienste ist heute kaum noch vorstellbar. Aber wie übermittelte man früher Nachrichten? Berittene Boten wurden eingesetzt und man nutzte optische Signale wie Feuer, Rauch oder Licht, um Informationen weiterzugeben. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe einen optischen Telegraphen, der ganz neue Möglichkeiten eröffnete.

Claude Chappe und die optische Telegraphie

Bevor es in den 1840er Jahren möglich wurde, über elektrische Leitungen miteinander zu kommunizieren, wurden eilige Nachrichten von berittenen Boten überbracht. Schon lange davor verständigte man sich mithilfe optischer Signale: Über Fackeltelegraphen, Feuersignalketten, Rauchzeichen oder Spiegel, die das Sonnenlicht reflektierten, wurden Informationen weitergegeben. Diese Methoden waren aber störungsanfällig; längere Nachrichten, die viele Wörter enthielten, konnten so nicht übermittelt werden. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe gemeinsam mit seinen Brüdern eine besonders effektive Methode: die optische Telegraphie.

Effektive Kommunikation mit visuellen Zeichen

An einem Mast, der auf einem kleinen Turm oder einem Gebäude aufgestellt wurde, war ein schwenkbarer Querbalken befestigt. An dessen beiden Enden befand sich jeweils ein weiterer kleinerer, schwenkbarer Arm. Mit dieser Konstruktion konnten - über ein System von Seilzügen - je nach Position des Querbalkens und der Arme unterschiedliche visuelle Zeichen eingestellt werden. Diese waren jeweils einer Ziffer, einem Buchstaben, einzelnen Begriffen oder auch ganzen Sätzen zugeordnet. Der Sender verschlüsselte die Nachricht mit einem Zeichencode. Die Zeichen wurden über die Sendemasten eingestellt und als optisches Signal weitergegeben. In der Empfängerstation konnte die Nachricht mithilfe einer Tabelle entschlüsselt werden.

Über weite Entfernungen verschlüsselt kommunizieren

Damit die Kommunikation über weite Strecken möglich war, mussten sich die einzelnen Telegraphenstationen entlang einer Telegraphenlinie vom Sender zum Empfänger in Sichtweite befinden. Mit einem guten Fernrohr konnte man die Zeichen noch auf eine Entfernung von bis zu zwölf Kilometern erkennen. So weit waren die Telegraphenstationen auch maximal voneinander entfernt. Am Anfang der Nachrichtenkette stellten die Wärter der Sendestation die Zeichen über die schwenkbaren Arme ein. Diese wurden dann jeweils von den Betreibern der nächsten Station gesichtet und wiederum an die folgende Station weitergegeben.

Ein Telegraphennetz über das ganze Land

1792 konnte Claude Chappe die französische Nationalversammlung von seiner Entwicklung überzeugen; die ersten Telegraphenstationen wurden errichtet. Die erste „Telegraphenlinie“, d. h. die erste Anordnung mehrerer solcher Stationen hintereinander, wurde 1794 in Betrieb genommen. Sie bestand aus über 20 Stationen und verband Paris mit der Stadt Lille. Für die Übermittlung einer Botschaft aus 30 Wörtern brauchte man für diese Strecke von etwa 200 Kilometern ungefähr eine Stunde. Mit einem berittenen Boten hätte es einen ganzen Tag gedauert. Anfang des 19. Jahrhunderts entstand in Frankreich ein Netz von Telegraphenlinien, das sich über das ganze Land erstreckte. Es wurde mit über 500 Stationen zum wichtigsten, vor allem auch für militärische Nachrichten genutzten, System der Nachrichtenübertragung.

Andere Länder, andere Signale

Auch in Preußen, Schweden, England, Russland und Italien wurden optische Telegraphen zur Nachrichtenübermittlung eingesetzt. Es wurden dabei andere optische Signale verwendet. Statt drei Balken wie im französischen Telegraphennetz, mit denen 192 Einstellungen möglich waren, wurden beim Preußischen Telegraphen sechs Balken verwendet - damit waren 4.096 Einstellungen möglich. In England setzte man statt Balken achteckige drehbare Tafeln ein.

Die elektrische Telegraphie

Bevor elektrischer Strom effektiv und über weite Strecken genutzt werden konnte, war der optische Telegraph die schnellste Methode der Nachrichtenübermittlung. Dann erfand der Amerikaner Samuel Morse 1837 den elektrischen Schreibtelegraphen – den Morseapparat. Das Patent darauf meldete er 1840 an. Gegenüber der optischen Nachrichtenübermittlung hatte der elektrische Telegraph viele Vorteile: Zum Beispiel konnte er Tag und Nacht betrieben werden. Die übertragenen Zeichen waren nicht öffentlich sichtbar und konnten so besser geheim gehalten werden. Die optischen Telegraphenstationen wurden in der Folge nach und nach aufgegeben.

Die Radierung ist eine Drucktechnik aus dem 16. Jahrhundert. Dabei wird zunächst eine Blei-stiftzeichnung auf eine lackierte Druckplatte übertragen; anschließend werden die gezeich-neten Linien in die Lackschicht eingeritzt. Ein Säurebad sorgt dafür, dass sich die eingeritzten Linien in die Platte einätzen. Daher wird dieses Tiefdruckverfahren auch als Ätztechnik be-zeichnet. Doch wie funktioniert diese Technik genau?

Wichtig bei einer Radierung: Ätzgrund, Radiernadel und Kupferstichel

Der Künstler Stefan Becker demonstriert das Verfahren: Er zeichnet die Fassade des Heidel-berger Schlosses und überträgt seine Skizze auf Pauspapier. Vorher hat er eine Kupferplatte mit einem säurefesten Lack präpariert. Nachdem dieser Ätzgrund getrocknet ist, überträgt der Künstler seine Zeichnung spiegelverkehrt auf die versiegelte Kupferplatte. Dann folgt Schritt zwei: Der Künstler kratzt, ritzt und schabt das Motiv seiner Radierung in die Lack-schicht. Für die Herstellung dieser Vertiefungen benutzt er besondere Werkzeuge wie einen Kupferstichel oder eine Radiernadel. Diese Vorgehensweise gab der Radierung ihren Namen: Das lateinische Wort „radere“ bedeutet so viel wie „schaben“ und „kratzen“.

Radierung: Tiefdruckverfahren mit Säurebad

Doch damit ist die Druckplatte noch nicht fertig. Die Kupferplatte mit der eingeritzten Zeich-nung kommt in ein spezielles Säurebad. Dort, wo der Lack eingeritzt wurde, ätzen sich die feinen Linien in das Kupfer ein. Nach dem Säurebad bearbeitet der Künstler mit einem Sti-chel noch einige Vertiefungen nach. So entstehen unterschiedliche Tiefen in der Radierung. Dann wird es spannend: Stefan Becker trägt die Druckfarbe gleichmäßig auf die Druckplatte auf und wischt die überschüssige Farbe wieder ab. So bleibt nur in den Vertiefungen der Kupferplatte Farbe zurück. Diese Farbe saugt das Papier in der Druckerwalze wie ein Schwamm auf – daher auch der Begriff „Tiefdruckverfahren“. Das Druckpapier muss übri-gens vorher gewässert werden, damit es aufquillt und saugfähig ist. Fertig ist die Radierung!

Seit der Renaissance produzieren Künstler Radierungen

Radierungen gibt es (in der Kunst) erst seit der Erfindung des Papiers in Europa. Zunächst archivierten vor allem Gold- und Waffenschmiede ihre Skizzen auf Papier. Bis zu diesem Zeitpunkt kannte man in der Kunst vor allem ein grafisches Verfahren, den Kupferstich. Der Schweizer Urs Graf soll im 16. Jahrhundert mit als Erster die Technik der Radierung ange-wandt haben. Berühmte Künstler wie Albrecht Dürer, Rembrandt und später im 17./18. Jahrhundert Hercules Seghers und Francisco de Goya experimentierten auf unterschiedliche Weise mit der neuen Drucktechnik. Besonders Goya brachte die Drucktechnik der Aquatinta mit seinen Radierzyklen „Los Caprichos“ und „Desastres de la Guerra“ zur Vollendung.

Bekannteste Ätztechnik: die Radierung

Die Radierung ist die bekannteste Ätztechnik unter den Tiefdrucktechniken. Dieses Druckver-fahren ist nicht zu verwechseln mit der Kaltnadelradierung. Bei der Kaltnadelradierung wird die Zeichnung nicht auf den Ätzgrund, sondern direkt mit einer Stahlnadel auf der Druckplat-te ausgeführt. Weitere Verfahren ähnlicher Art entstanden in den folgenden Jahrhunderten: Dazu zählen die Weichgrundätzung, das Aquatintaverfahren, die Heliogravüre und die Crayon-Manier.

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Immer mehr Autos haben Navigationsgeräte, die dem Fahrer helfen, sich zu recht zu finden. Aber wie kann das Navi wissen, wo sich ein Fahrzeug befindet? Worauf stützen sich die „Anweisungen“, die es gibt?

Ziegelsteine dienen seit tausenden von Jahren überall auf der Welt als wichtiger Baustoff. Für ihre Herstellung braucht man Ton, Lehm und heiße Öfen. Für die richtige Form sorgen Strangpressen. Moderne Ziegel haben Hohlräume, die eine bessere Schall- und Wärmedämmung bewirken.

Ziegel, Mauerziegel, Backstein oder Ziegelstein?

Die Bezeichnungen variieren regional. In der Schweiz und in Süddeutschland werden nur Dachziegel als Ziegel bezeichnet, während Mauerziegel üblicherweise Backsteine heißen. Aber egal, ob man von Ziegeln, Ziegelsteinen, Backsteinen oder Mauerziegeln spricht, immer sind es aus keramischem Material künstlich hergestellte Steine, die zum Bau von Mauerwerk genutzt werden.

Ziegel – ein Baustoff mit langer Geschichte

Lehmziegel gehören zu den ersten, schon in der Jungsteinzeit (8000 bis 6000 v. Chr.) verwendeten Baumaterialien und sind weltweit das älteste vorgefertigte Bauelement. Sie wurden in allen frühen Hochkulturen genutzt. Die ersten Lehmziegel waren - da handgeformt - unregelmäßig in der Form. Um das Jahr 3000 v. Chr. wurden erstmals in großem Umfang gebrannte Tonziegel verwendet; sie sind härter und wetterbeständiger. Die Römer verbreiteten diese Ziegel (lat. tegula für Dach-ziegel) im ganzen Römischen Reich. In der vorindustriellen Zeit wurde gereinigter Lehm oder Ton mit Sand versetzt und in einen Formrahmen gepresst. Überstehendes Material wurde abgestrichen und die Form gestürzt; diese Handstrichziegel wurden mehrere Wochen luftgetrocknet oder kamen in Trockenschuppen. Das Brennen im Meiler dauerte etwa 14 Tage, wobei für drei Tage eine Temperatur von 600 – 900 °C auf die Ziegel einwirkte. Ihre Qualität war uneinheitlich, der Ausschuss groß. Deutlich besser wurde die Ausbeute in ausgemauerten Schachtöfen, ehe die Herstellung im Zuge der Industrialisierung mechanisiert wurde; das Formen und Abstreichen erledigten nun Maschinen, gebrannt wurde in Ringöfen. Mit den neuen Methoden der Fertigung und des Brennens konnten die Herausforderungen der Industrialisierung - Fabrikhallen, Arbeitersiedlungen und repräsentative Bürgerhäuser - gemeistert werden. In Berlin wurden zahlreiche Mietskasernen mit Mauerziegeln aus dem Umland gebaut. Noch in der Mitte des 20. Jahrhunderts wurden große Industriebauten wie Kraftwerke, Stahlwerke und Kokereien aus Ziegeln errichtet. Heute verdrängen Stahl, Beton und Glas Ziegel als Baumaterial; sie bieten ein günstigeres Verhältnis von Belastbarkeit und Eigengewicht und sind ökonomischer.

Ziegel-Brennen heute

Heute wird der Lehm in Strangpressen zu einem langen rechteckigen Strang geformt und von einem Drahtmesser in kleine Quader geschnitten. Stranggepresste Ziegel haben eine sehr glatte Oberfläche. Da sie größer und schwerer als traditionelle Ziegel sind, werden sie „durchlöchert“: Eine Lochform am Ausgang der Presse gibt dem Inneren des Lehmstrangs eine Wabenstruktur. So besitzt der Lochziegel bei gleicher Stabilität Hohlräume, die ihn leichter und in größeren Formaten handhabbar machen. Die Luft in den Hohlräumen bewirkt eine bessere Schall- und Wärmedämmung. Außerdem wird der rohe Lehm mit brennbaren Zuschlagstoffen wie Sägemehl oder Kunststoffkügelchen vermengt. Wenn die getrockneten Quader in Tunnelöfen geschoben werden, brennen diese Stoffe bei etwa 1000 Grad Celsius aus und hinterlassen Poren im Lehmgemisch. Während des Brandes bewegen sich die Ziegel auf Wagen durch den Ofen. Die Hitze sorgt für chemische Veränderungen im Material, was die Ziegel besonders widerstandsfähig und stabil macht. Ihre Farbe hängt von den im Ton enthaltenen Mineralien ab. Ein hoher Eisengehalt führt durch die Oxidation des Eisens zu hell- bis dunkelroten und braunen Farbtönen. Ein hoher Kalk- und geringer Eisengehalt führen zu gelben Farbtönen. Nach dem Abkühlen werden die Kanten der Ziegel in einer Schleifanlage geglättet. Dann sind sie fertig für den Einsatz.

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Ziegel-Brennen heute

Heute wird der Lehm in Strangpressen zu einem langen rechteckigen Strang geformt und von einem Drahtmesser in kleine Quader geschnitten. Stranggepresste Ziegel haben eine sehr glatte Oberfläche. Da sie größer und schwerer als traditionelle Ziegel sind, werden sie „durchlöchert“: Eine Lochform am Ausgang der Presse gibt dem Inneren des Lehmstrangs eine Wabenstruktur. So besitzt der Lochziegel bei gleicher Stabilität Hohlräume, die ihn leichter und in größeren Formaten handhabbar machen. Die Luft in den Hohlräumen bewirkt eine bessere Schall- und Wärmedämmung. Außerdem wird der rohe Lehm mit brennbaren Zuschlagstoffen wie Sägemehl oder Kunststoffkügelchen vermengt. Wenn die getrockneten Quader in Tunnelöfen geschoben werden, brennen diese Stoffe bei etwa 1000 Grad Celsius aus und hinterlassen Poren im Lehmgemisch. Während des Brandes bewegen sich die Ziegel auf Wagen durch den Ofen. Die Hitze sorgt für chemische Veränderungen im Material, was die Ziegel besonders widerstandsfähig und stabil macht. Ihre Farbe hängt von den im Ton enthaltenen Mineralien ab. Ein hoher Eisengehalt führt durch die Oxidation des Eisens zu hell- bis dunkelroten und braunen Farbtönen. Ein hoher Kalk- und geringer Eisengehalt führen zu gelben Farbtönen. Nach dem Abkühlen werden die Kanten der Ziegel in einer Schleifanlage geglättet. Dann sind sie fertig für den Einsatz.

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Lehmziegel gehören zu den ersten, schon in der Jungsteinzeit (8000 bis 6000 v. Chr.) verwendeten Baumaterialien und sind weltweit das älteste vorgefertigte Bauelement. Sie wurden in allen frühen Hochkulturen genutzt. Die ersten Lehmziegel waren - da handgeformt - unregelmäßig in der Form. Um das Jahr 3000 v. Chr. wurden erstmals in großem Umfang gebrannte Tonziegel verwendet; sie sind härter und wetterbeständiger. Die Römer verbreiteten diese Ziegel (lat. tegula für Dach-ziegel) im ganzen Römischen Reich. In der vorindustriellen Zeit wurde gereinigter Lehm oder Ton mit Sand versetzt und in einen Formrahmen gepresst. Überstehendes Material wurde abgestrichen und die Form gestürzt; diese Handstrichziegel wurden mehrere Wochen luftgetrocknet oder kamen in Trockenschuppen. Das Brennen im Meiler dauerte etwa 14 Tage, wobei für drei Tage eine Temperatur von 600 – 900 °C auf die Ziegel einwirkte. Ihre Qualität war uneinheitlich, der Ausschuss groß. Deutlich besser wurde die Ausbeute in ausgemauerten Schachtöfen, ehe die Herstellung im Zuge der Industrialisierung mechanisiert wurde; das Formen und Abstreichen erledigten nun Maschinen, gebrannt wurde in Ringöfen. Mit den neuen Methoden der Fertigung und des Brennens konnten die Herausforderungen der Industrialisierung - Fabrikhallen, Arbeitersiedlungen und repräsentative Bürgerhäuser - gemeistert werden. In Berlin wurden zahlreiche Mietskasernen mit Mauerziegeln aus dem Umland gebaut. Noch in der Mitte des 20. Jahrhunderts wurden große Industriebauten wie Kraftwerke, Stahlwerke und Kokereien aus Ziegeln errichtet. Heute verdrängen Stahl, Beton und Glas Ziegel als Baumaterial; sie bieten ein günstigeres Verhältnis von Belastbarkeit und Eigengewicht und sind ökonomischer.

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