Optische Eigenschaften von Glas

Glas gehört zu den ältesten Werkstoffen der Menschheit. Seine besondere Bedeutung gründet vor allem in seinen optischen Eigenschaften - der Lichtbrechung und der Lichtdurchlässigkeit.

Warum ist Glas transparent?

Glas ist im optisch sichtbaren Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm transparent.

Dringt Licht in ein Medium ein, wird ein Teil des Lichtstroms von ihm absorbiert und in andere Energieformen umgewandelt. Je mehr freie Elektronen in dem Medium vorhanden sind, umso größer ist diese Wechselwirkung.

Da Glas ein amorphes Molekulargefüge ohne Grenzschichten besitzt und sich optisch isotrop verhält, sind die Elektronen in der Molekülstruktur so fest eingebunden, dass sie von den Lichtstrahlen nicht zum Schwingen angeregt werden können.

Da die eindringenden Lichtteilchen also nicht mit den Elektronen wechselwirken, können sie passieren. Die Folge ist die Transparenz.

Im Vergleich dazu ist beispielsweise Metall für Licht undurchlässig, weil dessen Elektronen durch die Lichtstrahlen zu Schwingungen angeregt werden und eine Wechselwirkung stattfindet.

Die Lichtdurchlässigkeit hängt auch von der Glasdicke ab.

Handelsübliches Flachglas weist einen Transmissionsgrad von 83 % - 90 % auf. Im ultravioletten Bereich (UV) ist es nahezu lichtundurchlässig.

Glas ist normalerweise im sichtbaren Spektralbereich völlig farblos. Wenn das Glas allerdings kleine Mengen an Bestandteilen von Nebengruppenelementen enthält, zeigt es Verfärbungen. Diese hängen von der Art des Elements ab. So färben Eisenoxide beispielsweise grün-blaugrün oder gelb und Kupferoxide blau oder rot.

Diesen Effekt kann man bewusst ausnutzen und durch spezielle Beimengungen eine gezielte Einfärbung von Glas erreichen.

 

Reflexion und Absorption

Glas ist allerdings nur für einen Teil des gesamten Lichtspektrums durchlässig.

Ein Teil des Lichtes wird durch Absorption im Glas zurückgehalten, ein weiterer durch Reflexion an der Grenzfläche zurückgeworfen.

Das Absorptionsvermögen kann durch spezielle Zusammensetzungen oder Beschichtungen des Glases in bestimmten Spektralbereichen gezielt beeinflusst werden.

Ein Beispiel dafür sind Sonnenschutzgläser. Diese sind für infrarotes und ultraviolettes Licht undurchdringbar. Die Wärmestrahlung wird reflektiert und Innenräume heizen durch Sonneneinstrahlung weniger auf. Gleichzeitig werden die Wärmeverluste im Winter reduziert, ohne dass dabei die Durchsichtigkeit wesentlich beeinträchtigt wird.

Auch das Reflexionsvermögen von Glas kann gezielt beeinflusst werden. Dafür kommen entspiegelnde Beschichtungen oder Feinätzungen zum Einsatz.

Durch die so erzeugte Streuung des Lichtes geht die spiegelnde Reflexion des Glases in eine diffuse über.

Damit werden sowohl Verspiegelungen als auch eine Entspiegelung erreicht. 

Glas Gaspermair bietet seinen Kunden eine breite Palette an Gläsern mit verschiedenen optischen Eigenschaften an.

Dazu zählen unter anderem Floatglas, Weißglas, durchgefärbtes Glas, entspiegeltes Glas, Sonnenschutzglas, Spiegel und geätzte Glastypen.

 

Die optische Eigenschaften von Glas