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Polarisierte Sonnenbrillen – was ist das?

Inhaltsverzeichnis

Eine polarisierte Brille spiegelt das Sonnenlicht
Was ist überhaupt eine Polarisation und welche Effekte hat eine polarisierte Brille?

Polarisationsfilter sind jedem Fotografen bekannt. Sie erhöhen den Kontrast und blenden Spiegelungen ab. Aber gilt das auch für Polarisationsbrillen? Welchen Zweck erfüllen sie und wie funktioniert das Ganze eigentlich? Und vor allem: braucht man das wirklich?

Das Auge kann sich auf wechselnde Helligkeiten bis zu einem gewissen Grad einstellen. Wird es jedoch zu hell, helfen wir uns, indem wir eine Sonnenbrille aufsetzen. Bei extremer Belastung, zum Beispiel bei Gletschertouren, setzen wir auf Gletscherbrillen der höchsten Schutzkategorie. Diese lassen kaum noch Licht durch und bieten dem Auge ausreichend Schutz.

Viele dieser Brillen sind zu dem noch polarisiert. Das dient vordergründig nicht direkt dem Schutz der Augen, sondern der Sicherheit bei Aktivitäten in den Bergen, denn polarisierte Brillen erhöhen den Kontrast, den wir wahrnehmen. Wie das funktioniert, erklären wir im Folgenden.

Worum geht es überhaupt?

Wir reden über Licht. Licht wird in der Physik als elektromagnetische Welle beschrieben. Eine Welle ist die Ausbreitung einer Schwingung im Raum. Die Ebene, in der die Schwingung stattfindet wird als Polarisationsebene der Welle bezeichnet. Polarisation ist also eine Eigenschaft der Welle. Und zwar jeder Welle, da ja jede Welle auf eine Schwingung zurück zu führen ist. Licht ist also immer polarisiert.

Streuung und Reflektion

Streuung und Reflexion ändern die Polarisation des Lichtes. Das Sonnenlicht, welches durch die Atmosphäre gelangt, wird an jedem Molekül in der Luft gestreut und in jedem noch so kleinen Wassertropfen gebrochen und reflektiert. Dabei werden die Polarisationsebenen „wild gemischt“. Man bezeichnet das Licht am Boden also als unpolarisiert. Das ist natürlich nicht ganz korrekt, da Licht immer polarisiert ist, jedoch hat das Licht am Boden keine einheitliche Polarisation. Und darauf kommt es an.

Trifft Licht auf eine ebene Fläche, so wird ein Teil des Lichtes reflektiert, ein anderer Teil des Lichtes wird absorbiert. Das wird sehr schnell klar, wenn man an einen See denkt. An der Wasseroberfläche spiegelt sich das Licht, aber es dringt auch ein Teil des Lichtes ins Wasser ein, was man beim Tauchen/Schnorcheln schnell merkt. Dasselbe gilt auch für einen Gletscher oder eine Fensterscheibe. Ein Teil des Lichtes wird reflektiert, ein Teil durchdringt die Grenzfläche.

Polarisationsfilter

Welcher Teil reflektiert und welcher absorbiert wird, hängt unter anderem von der Polarisation des Lichtes ab. Diese Grenzflächen wirken also zum Teil wie ein Polarisationsfilter, denn wenn eine bestimmte Polarisation bevorzugt absorbiert wird, heißt das, dass auch bestimmte andere Polarisationen reflektiert werden. Somit ist eine „Vorauswahl“ in der Polarisation getroffen.

Polarisationsebene

Hier kommen wieder unsere polarisierten Brillen ins Spiel. Denn diese sind ebenfalls Polarisationsfilter. Sie haben eine festgelegte Polarisationsebene und lassen nur Licht durch, welches dieselbe Polarisationsebene hat.

Polarisation bei Sonnenbrillen Bildliche Darstellung des Stock-Gitter-Beispiels
Bildliche Darstellung des Stock-Gitter-Beispiels

Man kann es sich wie folgt vorstellen: Wenn man mit einem dünnen Stock auf ein Gitter wirft, das nur aus vertikalen Linien besteht, so wird der Stock immer dann durch das Netz fliegen, wenn er genau vertikal ausgerichtet ist (und gerade auf eine Lücke trifft). Ist er horizontal oder schräg ausgerichtet wird er vom Netz aufgefangen.

Polarisationsrichtung

Ähnlich ist es mit dem polarisierten Licht. Es trifft auf die Polarisationsbrille und wird nur dann durchgelassen, wenn es dieselbe Polarisationsrichtung hat wie die Brille selbst. Der Vergleich stimmt aber nur bedingt. Denn das Licht, welches nicht dieselbe Polarisationsebene hat, wird nicht komplett geblockt, sondern auf den Teil reduziert, der dieselbe Polarisation hat wie die Brille. Das liegt daran, dass es sich hierbei um eine elektromagnetische Welle handelt und nicht um einen Stock. Dies zu erklären wäre allerdings sehr kompliziert und bedürfte einiger mathematischer Formeln, die wir uns hier gerne sparen wollen.

Wir ändern also unser Beispiel und werfen nicht mehr einen Stock auf ein Gitter, sondern einen Stock auf eine Wand, in die ein Schlitz eingelassen ist. Trifft der Stock genau den Schlitz, geht er komplett durch. Trifft er schräg auf den Schlitz, wird der Teil abgeschnitten, der die Wand berührt und der Teil, der auf den Schlitz trifft, fällt trotzdem durch. Der Stock ist am Ende natürlich kleiner, genauso verliert das Licht, das auf unsere Polarisationsbrille fällt, an Intensität.

Welche Effekte hat nun eine polarisierte Sonnenbrille?

Nun, zum einen nimmt sie dem gesamten, auf das Auge treffenden Licht Intensität. Sie dunkelt also ab. Dieser Effekt ist jedoch geringer als man vielleicht erwartet, da unsere Wahrnehmung von Helligkeit nicht linear ist. Das bedeutet, wenn sich die Menge an Licht, die auf das Auge fällt, halbiert, kommt es uns nicht so vor, als wäre es nur noch halb so hell. Das liegt am Aufbau des Auges. Wir können Helligkeitsunterschiede im Dunkeln deutlich besser erkennen als im Hellen; doch das ist ein anderes Thema. Da wir unsere Sonnenbrillen nur in sehr hellen Umgebungen tragen, ist das abdunkeln nicht der vorrangige Effekt, den die Polarisation der Brille hat.

Sicht mit polariserter Brille
Eine polarisierte Brille sorgt für eine kontrastreiche Sicht

Verbesserte Kontraste

Viel wichtiger ist, dass wir dank der polarisierten Brille Kontraste besser wahrnehmen. Das macht man sich am besten klar, indem man sich den klassischen Einsatzzweck einer polarisierten Brille vorstellt. Nämlich eine Gletschertour. Die Sonne scheint und trifft direkt aufs Auge. Ebenso trifft das Sonnenlicht auf den Boden und wird von da aus reflektiert. Wie bereits erwähnt, hängt der Anteil des reflektierten Lichtes von der Polarisation des Lichtes ab. Aber ebenso vom Material des Bodens (Stein absorbiert mehr Licht als Schnee und ist deswegen dunkler) und vom Einstrahlwinkel, mit dem das Licht auf den Boden trifft.

Das gilt aber auch umgekehrt. Die Intensität und Polarisation des reflektierten Lichtes hängt vom Material des Bodens und vom Reflektionswinkel des Lichtes ab.

Wenn zum Beispiel eine vom Schnee bedeckte Stufe im Boden vor mir ist, so hat das von den Ebenen reflektierte Licht eine andere Polarisation, als das von der Schrägen reflektierte Licht. Diese unterschiedlichen Polarisationen werden nun von der Brille unterschiedlich stark gefiltert, was zur Folge hat, dass ich diese Zonen unterschiedlich hell wahrnehme. Die Stufe erscheint mir somit deutlicher als ohne polarisierte Brille, bzw. mit einer nicht polarisierten Brille, welche nur abdunkelt. Auch mit einer solchen Brille erkenne ich diese Stufe, nur ist der Anteil an Licht, welches nicht durchgelassen wird, für alle Zonen gleich. Eine Polarisationsbrille dunkelt zusätzlich noch unterschiedlich ab, je nach Einfallswinkel des Lichtes.

Die JULBO-Meta Spectron3 Polarized Gläser sind polarisierend

Einsatzgebiete von Polarisationsbrillen

Auch auf dem Wasser hat eine polarisierte Brille einen großen Effekt. Sie filtert das Licht, welches an der Wasseroberfläche reflektiert wird, unterschiedlich ab, was zur Folge hat, dass man Wellen deutlicher wahrnimmt. Polarisationsbrillen haben also immer da Vorteile, wo Spiegelungen (Reflektionen) differenziert wahrgenommen werden sollen, und sind somit bestens für den Einsatz auf dem Wasser oder in den Bergen geeignet. Nicht ohne Grund werden Polarisationsbrillen auch manchmal als Angelbrillen bezeichnet. Ob man nun unbedingt eine Polarisationsbrille benötigt ist sicherlich Geschmackssache. Da man die Beschaffenheit des Bodens besser erkennt, erhöht sie die Sicherheit – vor allem in den Bergen. Bei Gletscherbrillen macht es also auf jeden Fall Sinn, zu einer polarisierten Brille zu greifen.

Noch eine abschließende Bemerkung zur unserer Wahrnehmung von polarisiertem Licht im Allgemeinen: Das Menschliche Auge ist nicht dafür gebaut, die Polarisation des Lichtes zu erkennen. Ausnahme bildet das Haidinger-Büschel-Phänomen, bei dem man Muster im Licht erkennt, wenn man länger vollständig polarisiertes Licht gesehen hat und dann eine möglichst neutrale Oberfläche anschaut.

Ganz anders ist das bei vielen Insekten. Karl von Frisch fand heraus, dass Honigbienen zum Beispiel sehr gut verschiedene Polarisationsebenen von Licht unterscheiden können und sich zum Großteil dank dieser Fähigkeit orientieren, da sie in Kombination mit dem Sonnenstand Himmelsrichtungen identifizieren können

Über den Autor

Johannes ist 24 Jahre alt und am liebsten mit dem Fahrrad in abgelegenen Regionen der Welt unterwegs. Vor drei Jahren entdeckte er sein Interesse an Fotografie und fing an, sich intensiv damit auseinander zu setzen und seine Reisen zu dokumentieren.  Da er seit 5 Jahren Physik studiert, sind ihm die meisten Phänomene im Zusammenhang mit Licht bestens bekannt.

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Bergfreund Johannes

21 Comments on the Article

  1. Günter 21. September 2021 05:27 Uhr

    Meine polar.brille hat nach 6 Jahren den Effekt verloren -warum ?

  2. wojtek 15. Juli 2020 07:19 Uhr

    Johannes, vielen Dank für diesen gut verständlichen und differenzierten Artikel. Jetzt sehe ich mehr ;-)

  3. wickitaurus 25. Oktober 2019 04:46 Uhr

    Hi Joern, ich trage eine polarisierte Ray Ban, nun ist in dieser P2 zu lesen, was bedeutet dies? Ich sehe durch diese Brille wie ein Adler, gleiche Ray Ban, auch polarisiert ( ohne P2 ) haben diesen Effekt leider nicht auf meine Augen. Ich habe beim Verkaeufer nachgefragt, dieser hatte davon noch nie gehoert und ist mit der Frage nach der Bedeutung von " P2 " ueberfragt. Im Internet finde ich leider auch nichts. Ich haette jedoch gern noch eine 2.Brille davon.....kannst du mir hier weiterhelfen?

  4. John 16. September 2019 07:31 Uhr

    Hallo, im Kommentar am 19. April 2018 um 12:03 Uhr, wird gesagt das man mit einer S3 (Filterkategorie) Brille auf den Gletscher geht. Gletscherbrillen haben die Kategorie S4 und sind nicht erlaubt diese beim Autofahren zu tragen. Filterkategorie S3 haben die meißten Sonnenbrillen und das ist nicht besonders dunkel.

  5. Gerhard 14. August 2019 09:02 Uhr

    Tja durchaus hilfreich was hier so alles zu lesen ist, auch die Kommentare. Habe am Wochenende meine hochwertige Ray-Ban-Sonnenbrille dummerweise vom eigenen Auto überfahren lassen. Checkte mal im Internet, ob ich den Typ kurzfristig wiederbeschaffen könnte. Die Brille ist auch durch die Rundbiegungen gut zum Fahrrad-Fahren und auch beim Motorrad-Fahren geeignet, daher wollte ich möglichst die gleiche noch einmal. Ich sah im Internet Gebraucht-Angebote aber alle mit polarisierten Gläsern. Möglicherweise werden die auch aus den hier genannten - manchmal eher negativen - Gründen verkauft. Wenn ich hier mal ein Fazit zu ziehen versuche, dann würde ich sagen, sollte man überall da von einer polarisierten Brille eher abraten, wo man schnell reagieren muss, weil die gelegentlichen Kontrast-Vorteile sich auch mal genau ins Gegenteil wandeln können. Also Auto, Motorrad und Fahrrad eher nein. Oder wie seht Ihr das?

  6. Fred 27. Juli 2019 04:26 Uhr

    Hallo, habe eine polarisierte Markensonnenbrille CAT3 bekommen. Bin Lesebrillenträger +1,0/+1,25. Beim Autofahren brauche ich k e i n e Brille! Mit dem Teil sehe ich keine klaren Bilder für Normal- bzw. Fernsicht? Wo liegt der Fehler?

  7. Gert Wunderer 2. Juli 2019 04:04 Uhr

    Ich benutze gerne polarisierende Brillen, da sie Kontraste verstärken. Unter Motorradfahrern wird vereinzelt gewarnt, dass Ölspuren schlechter zu sehen seien, eigentlich sollten sie besser sichtbar werden, meiner Meinung nach.

  8. Marion 23. Feber 2019 12:39 Uhr

    Ich bin an beiden Augen(grauer Star)operiert. Würden Sie mir zu einer polarisierten Sonnenbrille raten? Liebe Grüße Marion

  9. Flori 1. Feber 2019 11:41 Uhr

    Hallo Hannes, Mich würde das Verhalten von polarisierten Brillen bei diffusen Lichtverhätnissen im Schnee interessieren. Insbesondere wenn auf einer Skitour noch keine Spuren im Schnee sind, ist oft der Geländeverlauf und die Steigung des Hangs kaum abzuschätzen. Sind da Polbrillen hilfreich oder eher umgekehrt?

  10. Roland 30. Oktober 2018 12:01 Uhr

    Vielen Dank für die Erläuterungen auch in den Kommentaren! Im Auto habe ich bei starker oder tiefstehender Sonne einen Sonnenbrillenvorsatz vor der normalen Brille benutzt und schon habe ich das NaviDisplay fast nicht mehr erkennen können. Meine Vermutung, dass das an der Polarisierung liegt, wurde bestätigt. Fast alle Sonnenbrillenvorsätze sind polarisierend! Nur die ganz hässlichen billigen Klappgestelle nicht. Nun war ich auf der Suche nach einer nicht ganz so hässlichen Lösung und war tatsächlich fündig geworden. Nach allgemeinen Blogregeln kann ich die Marke nicht nennen, aber es ist eine Lösung mit magnetischer Befestigung, bei der winzige Magnete auf der normalen Brille angebracht werden. Dies nur für Leute, die Brillenträger sind und ein ähnliches Problem wie ich haben. Sonnige Grüße Roland

  11. Christian 20. Oktober 2018 07:02 Uhr

    Sehr hilfreicher Artikel und Kommentare. Ich war eben mit meiner neuen Polbrille beim Aldi, im Auto war das Head-up Display verschwunden, am Leergutautomaten die Taste zum Ausdrucken des Bons unlesbar. Die Brille wurde mir nach einer Augen-Op empfohlen, die Blendung mindert sie sehr gut.Vielen Dank, Christian.

  12. Ben 4. September 2018 14:04 Uhr

    Hallo Hannes, bezugnehmend auf Chris' Frage (13) und deine Antwort (14) würde ich hier dennoch zu einer Brille ohne Polfilter raten, da sich eben ohne Polfilter eine spiegelnde Pfütze vom trockenen Asphalt besser unterscheiden lässt als mit Polfilter, wo sie dann farbgleich wäre und weniger auffällt. ;) Viele Grüße, Ben

  13. Chris 2. Juli 2018 18:13 Uhr

    Hi, ich suche eine Sonnenbrille zum Radfahren. Eine Optikerin riet mir von Polfiltern ab, weil zum Beispiel Pfützen und im Winter vereiste Flächen nicht mehr zu sehen seien. Was sagt Ihr? Polfilter ja oder nein oder nur "ein wenig" im Straßenverkehr? Danke

  14. Geo 10. Juni 2018 04:06 Uhr

    Hallo, Wie sieht es bei Sportarten wie Beachvolleyball aus, braucht man da polarisierte Brillen? Hat man da einen Vorteil? LG

  15. Kai 14. April 2018 04:07 Uhr

    hallo. ich habe als biker letzte Woche mit einer polarisierenden brille einen schweren Unfall erlitten. die strassensteigung veränderte sich und wir fuhren plötzlich direkt auf die abendsonne zu. ein auto vor mir bremste. ich war quasi blind. die direkte sonne, die abstrahlung des sonnenlichts von der strasse und den autokarossen waren scheinbar zuviel für meine polaroid brille. ich hatte nur eine weisse wand vor mir. dann knallte es. sind grenzbereiche der brillen bekannt?

  16. Teddybär 14 5. Juli 2017 08:45 Uhr

    Suche einen netten älteren Mann, der mit mir das Thema Polarisation vertieft!! ;)

  17. Ben 24. März 2017 11:25 Uhr

    Guter (sehr ausführlicher) Artikel. Auch die Kommentare zu den Displays haben mir geholfen. Danke!

  18. Andreas 30. Dezember 2016 10:23 Uhr

    Ich lese immer wieder in Artikeln zu polarisierenden Sonnenbrillen den Einsatzzweck: Auto, Wasser, Gletscher. Dabei wird eine ganz wichtige Anwendung nie erwähnt: Motorradfahrer! Wir fahren bei allen Wetterlagen, hell, dunkel, Nebel, Regen. Grad in einer Kolonne ist es unmöglich, anzuhalten und die Brille zu wechseln, also dunkle Gläser bei Sonne, klare bei Nebel und gelbe bei Nacht. Das Fahren erfordert viel Aufmerksamkeit und Voraussicht, Reflektionen können schnell das Leben kosten! Ich fahre mit offenem Jet-Helm und nutze ausschließlich Brillen mit Polfilter, weil es so angenehm und sicher ist, ich finde, das muss mal erwähnt werden.

  19. Matthias 27. September 2015 10:56 Uhr

    Man sollte noch beachten, dass vielfach die Displays von Smartphone, Tablet, Navi etc. selbst polarisiertes Licht abgeben - und je nach Polarisationsrichtung der Displays sieht man dann gar nichts. Beim Smartphone kann's helfen, es um 90° zu drehen, beim Auto mit fest eingebauten Displays wird das schwierig...

  20. Immo Wedekind 27. September 2015 06:11 Uhr

    Einen Nachteil von polarisierenden Brillen sollte man aber unbedingt erwähnen: LC-Displays lassen sich je nach Orientierung schlechter oder gar nicht mehr ablesen! Dies betrifft auch Armbanduhren, GPS-Geräte und z.T. auch Smartphones.

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