Rayleigh-Bénard-Konvektion

Rayleigh-Bénard-Konvektion entsteht in Flüssigkeiten, die unten geheizt werden und oben gekühlt werden. Aufgrund des Temperaturgefälles zwischen Boden und Oberfläche bildet sich ein reguläres Muster aus Konvektionszellen aus, die Bénard-Zellen. 

Im Versuch kann man diese Art der Konvektion zeigen, indem man Speiseöl auf eine heiße Herdplatte stellt. Um die Strömung sichtbar zu machen, wird das Speiseöl mit Glimmerpulver versetzt.

Das Öl auf der heißen Herdplatte wird erhitzt und steigt nach oben. Ist es an der Oberfläche angekommen, weicht es zur Seite aus, da weiterhin von der Herdplatte erhitztes Öl aufsteigt. An der Oberfläche kühlt es ab und sinkt nach unten. Dieser Prozess findet an vielen Stellen gleichzeitig statt, sodass sich ein Gleichgewicht einstellt, infolge dessen das Wabenmuster entsteht.

Das Wabenmuster bleibt über einen längeren Zeitraum stabil. Nach einiger Zeit setzt sich das Glimmerpulver auf dem Boden ab und fließt nicht mehr mit der Strömung mit - das noch vorhandene Wabenmuster ist erst wieder sichtbar, wenn man das Glimmerpulver und Öl wieder gleichmäßig durchmischt.