Definition Spiegel: Spiegel-Effekt

Spiegel sind glatte Flächen, die Licht so reflektieren, dass auf ihnen ein wirklichkeitsgetreues Abbild entsteht. Spiegel aus Glas sind am gebräuchlichsten, aber auch andere Oberflächen können einen Spiegel-Effekt erzeugen. Der Spiegel-Effekt lässt sich nach dem Reflexionsgesetz erklären: Dieses beschreibt das Zurückwerfen von Wellen, beispielsweise Lichtstrahlung, an einer glatten Fläche. Der eintretende und der reflektierte Strahl liegen in der selben Ebene wie das Lot der Spiegelfläche. Bei der Reflexion ist der Einfallswinkel des eintretenden Strahles gleich groß wie der Ausfallswinkel des reflektierten.

Funktionsweise Spiegel

Die Geometrie der Oberfläche bestimmt dabei den Spiegel-Effekt, also das Bild der reflektierten Strahlen, das der Betrachter sieht: Ebene Spiegel, Planspiegel genannt, geben die einfallenden Lichtwellen unverzerrt wieder. Hohlspiegel hingegen haben eine nach innen gewölbte Oberfläche in Paraboloid-Form. Ein Betrachter, der innerhalb der Brennweite steht, sieht als Spiegel-Effekt ein vergrößertes Bild von sich selbst. Daher finden sie Einsatz als Kosmetikspiegel oder Schminkspiegel. Im Gegensatz dazu stehen konvexe Spiegel, wie beispielsweise Verkehrsspiegel, die das Licht eines größeren Bereiches auf einer verkleinerten Oberfläche abbilden. Die reflektierende Schicht am Spiegel aus Glas ist meist aus Metall. Im Laufe der jahrtausendelangen historischen Entwicklung gab es unterschiedliche Techniken, um den Spiegel-Effekt zu erzeugen. Bei aktuellen Techniken der Verspiegelung werden Spiegel aus Glas mit Silber oder – bei etwas geringerem Reflexionsvermögen – mit Aluminium belegt.

Spiegel aus Glas und optische Spiegel

Spiegel aus Glas tragen die empfindliche reflektierende Schicht auf der vom Betrachter entfernten Oberfläche, geschützt durch das Flachglas. Daher durchqueren die eintretenden und reflektierten Lichtstrahlen das Glas zweimal. Im Alltag, beispielsweise für Wandspiegel, ist das ausreichend. Das Glas bewirkt aber eine Distanz zum Bild und lässt teilweise Schatten und Mehrfachbilder entstehen. Für technische Anwendungen in optischen Geräten gelten deutlich strengere Anforderungen für den Spiegel-Effekt. Daher gibt es sogenannte optische Spiegel, deren spiegelnde Fläche direkt an der Oberfläche liegt. Optische Spiegel sind allerdings deutlich empfindlicher als herkömmliche Spiegel aus Glas.

Spezial-Spiegel

Der Spiegel-Effekt hängt von den Eigenschaften des reflektierenden Metalls ab. Jedes Metall hat ein individuelles Reflexionsvermögen, das bei unterschiedlichen Wellenlängen variiert. Im sichtbaren Bereich des Lichts haben Gold und Silber besonders hohe Reflexionswerte. Daher eignet sich vor allem Silber wegen seines natürlichen Farbwiedergabeindex für die Produktion hochwertiger Spiegel aus Glas. Bei größeren Wellenlängen (für das menschliche Auge unsichtbares UV-Licht) besitzt Aluminium ein deutlich höheres Reflexionsvermögen. Solche Unterschiede im Spiegel-Effekt werden für spezielle Anwendungen genutzt: Kaltlichtspiegel reflektieren sichtbares Licht, aber transmittieren höherfrequente Infrarotstrahlung. Sie werden beispielsweise in Halogenlampen eingesetzt, da die Temperaturbelastung der Lichtquelle durch das Trennen von Licht und Wärme verringert wird. Warmlichtspiegel reflektieren hingegen Infrarotstrahlung und transmittieren das sichtbare Licht. Für das menschliche Auge sind Warmlichtspiegel daher durchsichtig. Anwendung finden sie beispielsweise in optischen Geräten oder bei der Beleuchtung von Bühnen, wo Licht, aber keine Hitze übertragen werden soll.