Warum reflektieren Ihre Brillengläser beim Fotografieren Licht?

Produziert von: Science Popularization China

Produziert von: XY (Dalian Institute of Chemical Physics, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Wie das Sprichwort sagt: „Die Augen sind das Fenster zur Seele.“ Dadurch genießen wir den Wechsel der Jahreszeiten, lesen das riesige Meer an Büchern und nehmen die ganze Welt in unsere Gedanken und Herzen auf.

Bei übermäßigem Gebrauch wird das Sehvermögen jedoch irgendwann überfordert und verschwimmt allmählich. Letztendlich ist eine Brille erforderlich, um das Sehvermögen wieder klar und hell zu machen.

Bildquelle: Veer Gallery

Die Myopie-Häufigkeit unter chinesischen Teenagern liegt bei 50–60 % und ist damit weltweit die höchste. Die Gesamtzahl der Brillenträger beträgt etwa 800 Millionen!

Ob es sich um kurzsichtige Brillen handelt, die es Schülern ermöglichen, die Tafel klar zu sehen, oder um Lesebrillen, die älteren Männern beim Zeitunglesen helfen, sie alle haben eines gemeinsam: Sie reflektieren unter fluoreszierendem Licht oder Sonnenlicht bestimmte Farben, wie zum Beispiel Smaragdgrün:

Von Gläsern reflektiertes Fluoreszenzlicht (Bildnachweis: vom Autor übernommen)

Oder das gleiche Blau wie der Himmel:

Von Gläsern reflektiertes Fluoreszenzlicht (Bildnachweis: vom Autor übernommen)

Wie werden diese Farben hergestellt? Warum reflektieren verschiedene Gläser unterschiedliche Farben? Als nächstes werden wir unser Wissen über Optik nutzen, um diese Frage zu beantworten.

Warum sind Brillengläser farbig?

Zunächst müssen wir über das Material der Linse sprechen. Im Vergleich zu Glaslinsen entscheiden sich immer mehr Menschen für Linsen aus Harz, da sie leichter und bruchfester sind.

Der größte Nachteil von Harzlinsen besteht darin, dass ihre Lichtdurchlässigkeit erheblich geringer ist als die von Glaslinsen. Dadurch verringert sich die Intensität des Lichts, das durch die Linsen in das menschliche Auge gelangt, erheblich, während die Intensität des zurückreflektierten Lichts zunimmt, sodass die Objekte, die wir sehen, dunkler erscheinen, als sie tatsächlich erscheinen.

Wenn andere uns mit Brille betrachten, sehen sie das starke reflektierte Licht auf den Gläsern, als ob ein Lichtvorhang sie bedeckt. Sie können die leuchtenden Augen, die sich hinter der Brille verbergen, überhaupt nicht erkennen und auch beim Fotografieren können sie die Augen nicht scharf einfangen.

Bildquelle: Veer Gallery

Um dieses Problem zu lösen, werden Linsen mit einer Beschichtungstechnologie versehen, um die Lichtreflexion durch die Linsen zu verringern. Auf diese Weise wird das durch die Linse fallende Licht deutlich verstärkt, wodurch Sie Ihr eigenes Aussehen verschönern und die Augen anderer zum Leuchten bringen.

Das Funktionsprinzip einer Antireflexfolie (oder Antireflexionsfolie) ist in der Abbildung dargestellt. Einfach ausgedrückt geht es darum, das reflektierte Licht, das durch das auf beiden Seiten des Antireflexionsfilms einfallende Licht entsteht, zu nutzen, um miteinander zu interferieren und so Interferenzen zu bilden, wodurch die Intensität des reflektierten Lichts auf ein Minimum reduziert und die Intensität des einfallenden Lichts auf ein Maximum erhöht wird.

Funktionsprinzipdiagramm einer Antireflexfolie (Bildquelle: vom Autor erstellt)

Die Dicke des Antireflexionsfilms steht in direktem Zusammenhang mit der Wellenlänge (oder Farbe) des zu verstärkenden Lichts. Die Dicke der Antireflexionsfolie ist je nach zu verstärkender Lichtfarbe unterschiedlich. Daher kann eine einzelne Antireflexionsfolie nicht die gleiche Verstärkung des Lichts aller Farben erreichen.

Auf diese Weise wird bei der Bestrahlung mit Sonnenlicht oder Leuchtstofflampen, deren weißes Licht aus sieben Lichtfarben besteht (Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett), ein Teil des Lichts reflektiert, da keine oder nur eine unzureichende Transmissionssteigerung vorliegt. Dies erklärt, warum verschiedene Linsen unterschiedliche Farben reflektieren.

Zusammenhang zwischen Spektralfarbe und Wellenlänge (Bildquelle: vom Autor erstellt)

Zu den gängigen Filmfarben gehören Grünfilm, Blaufilm, Purpurrotfilm, Goldfilm usw.

1. Grüner Film

Grüne Folie ist derzeit die gängigste Antireflexfolie und auch die intuitivste Folienfarbe, um beschichtete Linsen von unbeschichteten Linsen zu unterscheiden.

Der grüne Film weist bei der Wellenlänge des grünen Lichts (515 nm) eine schlechte Transmissionsverstärkungswirkung auf, sodass diese grüne Farbe im reflektierten Licht erhalten bleibt.

Relativ gesehen lindert die grüne Filmschicht die Ermüdung der Augen besser und die hellgrüne Farbe ist auf der Linse nicht so leicht zu finden. Es handelt sich um die am häufigsten verwendete Linsenbeschichtungsfarbe.

2. Blauer Film

Durch Langzeitforschungen hat man herausgefunden, dass ultraviolettes Licht eine äußerst zerstörerische Wirkung auf die Augenzellen hat und dass kurzwelliges sichtbares Licht, nämlich violettes und blaues Licht, ebenfalls eine beträchtliche zerstörerische Wirkung auf die Netzhaut des Augenhintergrunds haben kann. Insbesondere bei Patienten mit altersbedingter Makuladegeneration können sowohl violettes als auch blaues Licht die Verschlechterung der Krankheit weiter beschleunigen.

Durch die Nutzung der Eigenschaft von blauen Filmlinsen, blaues und violettes Licht zu reflektieren, können mehr als 99 % des blauen und violetten Lichts und der Strahlung reflektiert werden, wodurch für den Träger die sicherste Augenumgebung geschaffen wird.

Allerdings weist die blaue Folie auch gewisse Nachteile auf: Die Lichtenergie des blauen Lichts wird zu stark reflektiert, etwa 10–15 %. Aus optischer Sicht blockieren solche Linsen blaues Licht und reduzieren gleichzeitig die Lichtdurchlässigkeit.

3. Lila Membran

Der purpurrote Film weist bei der Wellenlänge des roten Lichts, die 700–780 nm entspricht, eine schlechte durchlässigkeitssteigernde Wirkung auf, sodass das rote Licht in diesem Band im reflektierten Licht verbleibt. Seine Lichtdurchlässigkeit ist etwas besser als die der Linse mit blauem Film, da das menschliche Auge für rotes Licht keine Farbe ist.

4. Goldfilm

Der Goldfilm hat im Wellenlängenbereich von rotem und gelbem Licht eine schwache durchlässigkeitssteigernde Wirkung, so dass im reflektierten Licht dieses gelbe Licht mit einer starken dekorativen Wirkung wie Gold verbleibt.

Auswahl und Pflege der Brille

Es besteht noch kein Konsens darüber, welche Farblinsen am besten geeignet sind. Generell können Sie je nach Ihren Vorlieben und Bedürfnissen zwischen Linsen mit unterschiedlichen Antireflexbeschichtungen wählen. Dabei gilt: Je heller die Farbe des von der Linse reflektierten Lichts, desto besser.

Viele Brillenträger neigen dazu, beim Reinigen der Brille die Gläser direkt mit einem Tuch oder Papier abzuwischen, wodurch die Gefahr besteht, dass die Folienschicht beschädigt wird.

Denn Staub, Schweiß und anderer Schmutz auf der Linsenoberfläche werden auf der Linse adsorbiert und bilden nach dem Trocknen sehr harte, blockartige Partikel. Wenn Sie die Spiegeloberfläche dabei direkt abwischen, werden diese Partikel in Kleidung oder Papier eingewickelt und reiben die Linse hin und her, was leicht zu Kratzern auf der Antireflexfolie führen kann.

Die richtige Vorgehensweise besteht darin, die Linsen zunächst mit klarem Wasser abzuspülen und anzufeuchten, dann Spülmittel, Handseife oder andere fettlösende Tenside auf die Linsenoberfläche aufzutragen und anschließend das Wasser mit einem Brillenputztuch aufzusaugen.

Quellen:

[1]Qiao Qingjun. Eine kurze Analyse der optischen Effekte einer Harzbeschichtung auf Linsen [J]. 2021(2016-25):75-75.

[2] Wang Xiaodong. Verbesserung der Linsenblendung durch mehrschichtige Antireflexfolie. Universität für Wissenschaft und Technologie Nanjing, 2007.

[3] Hao Zhihong. Eine kurze Analyse der Antireflexbeschichtung auf Brillengläsern[J]. China Eyewear Science and Technology Magazine, 2020, Nr. 325 (03): 108-111.

[4] Gao Yaping. Brillenmaterialtechnologie[M]. Hochschulverlag, 2015.

[5] Chen Xiong. Oberflächenbehandlung von Harzlinsen (Teil 2)[J]. Chinesisches Magazin für optische Wissenschaft und Technologie, 2000(6):2.