Plezier met regen

Dat gaf mij de gelegenheid weer eens een kijkje te nemen in de fascinerende wereld van regendruppels.

Wie van u heeft thuis ramen die helemaal doorlopen tot de grond? Dan weet u dat van die ramen de onderste centimeters helemaal vies worden bij een forse regenbui. Hoe dat kan? Door dat de druppels opspatten - en daarbij vuil van de grond meenemen. 

Kan een druppel zover opspatten? Dat bestaat niet! - hoor ik u denken.

Toch is het zo. Het bewijs wordt geleverd door foto’s uit het laboratorium.  

Een regen druppel valt door de zwaartekracht op de grond. Slaat een druppel met kleine snelheid in, dan zal deze zich over het oppervlak verspreiden. 

Maar als de inslag snelheid voldoende groot is, gebeurt er iets spectaculairs, het water kan niet snel genoeg over het oppervlak naar buiten stromen, omdat het oppervlak daar weerstand tegen geeft. Het water kies dan de weg van de minste weerstand, en dat is schuin omhoog - het water vormt een kegel van cirkelvormige doorsnede. 

Die kegel vliegt verder naar boven, en moet daardoor steeds dunner worden. Als de kegel te dun wordt, komt er een nieuwe instabiliteit - de rand valt uit elkaar in hele kleine druppels. Dit heet in stromingsleer jargon een corona - een kroon van water.

Het zijn deze hele kleine druppels die zand van de grond meesleuren en uw raam bevuilen.     

 Wie zelf foto’s van opspattende druppels wil maken moet van goede huize komen - want het proces verloopt razendsnel. Van het moment van inslag en het vervolg van spetteren duurt een handvol milliseconden. Daar heb je een speciale camera en speciale belichting voor nodig. Maar met wat inventiviteit en zonlicht kom je een heel eind, zo bleek deze week. Daar laat ik u wat foto’s van zien.

Op deze foto ziet u zes vallende regendruppels, vlak voor ze het wateroppervlak raken. Ook ziet u acht zuilen van water - vlak na de inslag van de druppel komt deze zuil weer omhoog.

Hier ontstaat een corona - een ring van druppels.

Hier ziet u de buiten tafel van ons schip - bedekt met een dun laagje water. Op deze foto zijn net 4 druppels ongeveer tegelijk ingeslagen en de wegspetterende druppels zijn goed te zien (kijk binnen de rode lijnen). 

Hier hetzelfde nog een keer.

Ooit heb ik zelf wetenschappelijk onderzoek gedaan naar spetterende druppels. Toen was de vraagstelling hoe je druppels zo kon laten spetteren dat ze in zo klein mogelijke fragmenten uit elkaar werden geslagen. 

Het bleek dat spetteren een subtiel proces is waar zowel traagheidskrachten als capillaire krachten een rol spelen (voor de wetenschappers: zowel het Reynolds getal en het Weber getal moeten zo groot mogelijk zijn). 

U kunt dit in uw huis-tuin-en-keuken laboratorium nadoen. Zoek een touw dat precies past in de de hals van een fles. Vul de fles met water, steek het touw erin en houdt de fles op de kop. U merkt dat u een druppelaar gemaakt hebt die met enige regelmaat grote druppels laat vallen. 

Hang deze fles uit het raam op een bovenverdieping en loop dan naar beneden met uw fotocamera. De mooiste foto’s maakt u op een zonnige dag. Gebruik een effen achtergrond.

Als u de druppelaar zo kunt afstellen dat er meer dan 10 seconden tijd tussen 2 opeenvolgende druppels zit, kunt u na de val een druppel snel een dienblad neerleggen en wachten op de volgende druppel, en dan snel het dienblad weer weghalen. Nu kunt u bekijken hoe ver de gespetterde druppels zijn gekomen.

Wilt u echt heel ver spetteren - neem dan uw fles mee naar een zo groot mogelijke hoogte op een plek waar geen wind is. Pruts wat om met touw en fles om de druppels zo groot mogelijk te maken. Laat de druppels vallen op een vlak oppervlak dat een beetje ruw is (probeer eens op watervast schuurpapier van de fijnste korrel die u kunt krijgen in de bouwmarkt).

Succes verzekerd - ik wens u veel spetter plezier.

Wie op deze manier verf van verschillende kleuren spettert op wit papier maakt in een paar minuten een meesterwerk.