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Die Sonne spendet uns sichtbares und unsichtbares (z.B. ultraviolettes) Licht, vor allem die lebensnotwendige Wärme. Manchmal bekommen wir davon aber zu viel. Es wird uns zu heiß. Teppiche und Gardinen werden gebleicht. Das ultraviolette Licht, das unsere Haut nicht nur gesund aussehend bräunt, kann sie manchmal verbrennen und sogar krebserregend sein.

Die Physiker haben Filter verwirklicht, die als (hauch)dünne Schichten auf Glas oder auf durchsichtigem Kunststoff nur das an Sonnenstrahlen durchlassen, was wir wünschen.

 Wärmedämmende (aber nicht billige) Glasscheiben in teuren Bürogebäuden kennen wir. Preiswerte Wärmeschutzfilter, einfach auf Rollos aufgewickelt (als Lamellen-Jalousien oder als Zuziehgardinen, auch als Markisen) nachträglich vorm (bzw. über’m) Fenster angebracht, lassen sichtbares Licht durch und werfen die Wärmestrahlen wieder „aus dem Fenster“ (Reflexion genannt). Im Winter lassen sie jedoch keine Wärme heraus und sparen Heizkosten. Durch die mehr oder weniger starke Filterung des sichtbaren Lichtes (aus der Filterherstel­lungspalette) kann die Sonne den Farben der Teppiche und der Gardinen nichts anhaben. Da müssen die Fenster nicht verdunkelt werden.

Sonnenschirme, die mit Schutzfilterfolien gegen (zu starkes) ultraviolettes Licht ausgestattet sind, schonen unsere Haut. (Der gewünschte Durchlaß kann berechnet werden.)

Nun lassen sich die Filter so herstellen, daß viele Kombinationen möglich sind. Das nach­folgende Diagramm zeigt nur ein Beispiel für die vielen Möglichkeiten, was von einem speziellen, recht preisgünstigen Filter durchgelassen wird. In diesem Beispiel werden sowohl die Wärmestrahlen als auch das ultraviolette Licht kaum durchgelassen.

In Vakuumkammern können Glaslinsen bis hin zu großen Fensterscheiben mit sogenannten optisch dünnen Schichten durch Verdampfen von Metallen, Metalloxyden, Halbleitern oder Nichtme-tallen beschichtet werden. Optisch dünn bedeutet: Eine Schicht ist nicht dicker als ein Viertel einer Lichtwellenlänge (oder einem Vielfachen davon), also im Bereich ab etwa einem Zehnmillionenstel Meter (oder 100 Nano-Meter = 100 * 10 -9 m).

Die Berechnung guter optischer Filter ist genauso kompliziert wie die Berechnung von mo­dernen Kamera-Objektiven. Als Berechnungsveränderliche spielen das Beschichtungs-material, die jeweilige Schichtdicke, die Zahl der Schichten und die optischen Eigenschaften des Trägermaterials (Glas oder Kunststoff) eine Rolle.

Zum Beschichten selbst gibt es mehrere Verfahren, als da sind: die (relativ preisgünstigen) Schmelztiegel, auch Verdampfungstiegel genannt; denn im Hochvakuum gibt es praktisch keine Flüssigkeit. (Das Beschichtungsmaterial geht fast direkt von der festen in die Dampfphase über.) Materialien mit sehr hoher Schmelztemperatur (also nahezu gleich der Verdampfungstemperatur im Vakuum), wie z.B. Titan mit weit über 3000°C, werden mit einer Elektronenstrahlkanone beschossen und verdampft; denn kein Tiegelmaterial kann auf konventionelle Weise auf eine solche Temperatur erhitzt werden. Die Elektronenstrahlen lösen aber als unerwünschten Nebeneffekt, abzuschirmende Röntgenstrahlen aus.

Die Vakuummaschinen sind, abhängig von der Ausdehnung des zu beschichtenden Materials (z. B. bei riesigen Glasscheiben) zur industriellen Nutzung entsprechend groß und kosten, je nach Hersteller, Größe und Ausstattung zwischen 1 Millionen bis weit über 10 Millionen Mark.

Theoretisch ließe sich ein Filter aus sehr vielen Schichten „bauen“, das, im Gegensatz zu der obigen Kurve, sichtbares Licht uneingeschränkt durchläßt (Bild unten). Aber wer will das bezahlen? Und es würde ja auch das uns blendende und Gegenstände bleichende Licht nicht unterdrücken. Unser Auge ist zum Glück so anpassungsfähig, daß ein, gemäß der vorherigen Kurve angepaßtes Filter uns schon nahezu ideal erscheint.

 Wie bereits gesagt, gehört zum Stand der Technik, daß in riesigen Vakuummaschinen große Glasscheiben be­schichtet werden, die oft zusätzlich als Halbspiegel ausge­legt sind, so daß man von außen nach innen (vom Hellen ins Dunkle) nicht hindurchschauen kann. Da gibt es bei­spielsweise auch Dünnfilme, die die Scheiben golden oder metallisch bläulich erscheinen lassen (zusätzlich zu den vorher genannten Eigenschaften).

Gebräuchlich sind auch Vakuummaschinen, in denen bis zu über 2 Meter breite Rollen mit einer kilometerlangen Kunststoff-Folie laufen. Auf den Kunststoff wird beispielsweise eine Schicht aus Aluminium aufgedampft. Solche Folien dienen vorwiegend zur Verpackung.

Nach einem Vorschlag der chinesischen Gruppe um Frau Prof. Yang Shumei von der Acedemia Sinica kann eine der Herstellung von Verpackungsmaterial dienende Maschine genutzt werden, um auch auf ansonsten durchsichtige Kunststoffe Dünnschichten aufzutragen, die

► als Schutzfilter zum Verhindern von Wärmedurchtritt dienen,

► ultraviolettes Licht abschwächen oder ganz blockieren,

► sichtbares Licht den jeweiligen Wünschen entsprechend abschwächen oder die Kunststoff-Folie färben, einschließlich als golden, bläulich oder silbrig schimmernd,

► mehr oder weniger stark spiegeln, um beispielsweise ein Durchschauen durch die Folie nur in eine Richtung zu ermöglichen.

► Auch können Muster auf die Kunststoff-Folie beschichtet oder in der üblichen Weise aufgedruckt werden.

Jegliche Kombination für die obige Auflistung ist möglich.

Wärmeschutz-Folien kön­nen nachträglich auf Glas­scheiben aufgeklebt werden, z.B. zur Verhinderung des unangenehmen Treibhaus­effektes in einem Auto.

Vorhandene Glasscheiben brauchen also nicht gegen direkt beschichtete und damit recht teuere ausgetauscht zu werden, wobei auch die Kosten für Aus- und Einbau zu berücksichtigen sind.

Vorzuziehen ist, die Folien auf einem Rollo oder als Zuziehgardine zu benutzen, um bei Bedarf den Durchtritt an Wärme (und zu viel Licht) durch eine Fensterscheibe beeinflussen zu können. Die Fenster bleiben ihrer Bestimmung gerecht: nämlich zum Durchgucken. Die heute oft verwendeten Streifen-Jalousien (oft Metall-Lamellen) verdunkeln so stark, daß Kunstlicht erforderlich wird.

Von Vorteil wäre, eventuell verschiedene Rollos zu verwenden: im Winter wenig sichtbares Licht verschluckende, und im Sommer solche, gegen das intensive und stark blendende Sonnenlicht neben der fast völligen Unterdrückung der Wärme.

Rollos mit Filterfolien sind erschwinglich. Preisunterschiede hängen zwar stark von der Filtergüte ab. Aber in der Regel genügen bereits recht einfache Filter höheren Anforderungen; da, wie ebenfalls schon erwähnt wurde, unser Auge sich ge­änderten Lichtverhältnissen in idealer Weise anpaßt, sogar wenn der Durchlaß an sichtbarem Licht nicht streng (während der Produktion) kontrolliert wird. Die stärkeren Anteilen an rotem Licht von Glühlampen nehmen wir beispielsweise kaum als verändert wahr gegenüber dem höheren Blauanteil am Tage, wenn die Sonne scheint.

Zu erwähnen sei noch, daß eine besondere, zusätzliche Filterschicht gegen Beschlagen vor allem bei Einfachverglasung schützen kann.

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