DE19725932A1 - Polfilter-Kaleidoskop - Google Patents

Description

Das Polfilter-Kaleidoskop ist ein optisches Instrument, das in der Spielzeugindustrie Verwertung finden kann.

Kaleidoskope üblicher Bauweise weisen ein Behältnis für kleine Objekte auf, sowie regelmäßig angeordnete Spie­ gel, in denen das Bild von diesen Objekten mehrfach reflektiert wird. So wird das Erscheinungsbild der Objekte optisch vervielfältigt, wodurch die bekannten symmetrischen Muster von Kaleidoskopen entstehen. Diese Muster haben üblicherweise einen hellen Hintergrund. Der Kontrast von hellen reflektierenden Objekten zum hellen Hin­ tergrund ist also nicht so groß, wie er es zu einem dunklen Hintergrund wäre. Dies ist ein entscheidender Mangel der üblichen Kaleidoskope, da hierdurch der Kontrast vom erzeugten Muster zum Hintergrund gering ist.

Der Erfindung des Polfilter-Kaleidoskopes liegt das Problem zugrunde, ein Kaleidoskop zu schaffen, welches leuchtende Muster von hellen Objekten vor einem dunklen Hintergrund zeigt. Ziel ist ein größerer Kontrast und somit ein größeres optisches Vergnügen.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale gelöst:

Beim Polfilter-Kaleidoskop sind die Objekte (2), deren Spiegelbilder dem beobachteten Muster zugrundeliegen

• a) lichtdurchlässig,
• b) befinden sich zwischen zwei Polfiltern (1) und (3), deren Polarisationsebenen zueinander um 90° gedreht sind,

und heben

• c) die Bevorzugung einer bestimmten Polarisationsebene des sie durchquerenden Lichtes auf (ein sehr großer Teil aller lichtdurchlässigen Stoffe besitzt diese Eigenschaft).

Diese Anordnung der Polfilter hat bekanntlich zur Folge, daß der größte Teil der Lichtstrahlen, welche den ersten Polfilter mit vertikaler Polarisationsebene (1) durchqueren, vom zweiten Polfilter mit horizontaler Polarisationse­ bene (3) absorbiert werden. Denn polarisiertes Licht besitzt nur eine ganz bestimmte Schwingungsebene, so daß dieses Licht gemäß physikalischer Naturgesetze durch einen Polfilter mit entsprechend ausgerichteter Absorbtions­ ebene fast vollständig absorbiert wird. Trifft ein Photon mit vertikaler Polarisationsebene auf einen Polfilter, der nur horizontal polarisiertes Licht durchläßt, so wird es von diesem absorbiert.

Das Licht, welches den ersten Polfilter (1) durchquert, wird somit vom zweiten Polfilter (3) absorbiert. Ausgenom­ men hiervon sind nur die Stellen, wo die Objekte sind, da das sie durchquerende Licht depolarisiert wird und daher vom zweiten Polfilter (3) ein viel geringerer Teil dieses Lichtes absorbiert wird.

Ein Ausfürungsbeispiel zeigt Fig. 1:

Licht tritt in das Polfilter-Kaleidoskop durch den vorderen Polfilter (1) ein und wird durch diesen polarisiert. Die Polarisation aller Lichtstrahlen, die die durchsichtigen Objekte (2) durchqueren wird aufgehoben. Somit können die hiervon stammenden Lichtstrahlen fast ungeschwächt den hinteren Polfilter (3) durchqueren.

Das Licht, das den Polfilter (1) aber keine Objekte durchquert und auf Polfilter (3) trifft, wird von diesem absor­ biert. Denn die Polarisationsebenen beider Polfilter (1) und (3) stehen senkrecht aufeinander.

Durch beide Polfilter hindurch sieht man also leuchtende Objekte vor einem tiefdunklen Hintergrund. Der Grund hierfür ist, daß das Licht, welches die Objekte durchquert auch beide Polfilter zu einem überwiegenden Teil ungehindert durchquert. Dies zeigt Fig. 2. Das Licht, welches beide Polfilter (1) und (3) durchquert, wird fast vollständig absorbiert. Ausgenommen hiervon sind die Stellen wo die Objekte (2) sind.

Im Dreiecksspiegel (4) wird das solchermaßen erzeugte Bild mehrfach reflektiert, so daß (auf die bereits von han­ delsüblichen Kaleidoskopen bekannte Weise) ein regelmäßiges Muster entsteht, welches der Benutzer des Kaleido­ skopes durch die Lochblende (5) betrachten kann.

Der große Kontrast dieses leuchtenden Musters vor einem dunklen Hintergrund ist ein entscheidender Vorteil gegenüber handelsüblichen Kaleidoskopen. Hierdurch tritt auch die regelmäßig gezackte Form des Musters wesentlich deutlicher hervor.

Ein Modell habe ich bereits hergestellt. Als Objekte haben sich sehr gut Splitter von gebogenem, durchsichtigem Plastik bewährt, da diese zwischen den Polfiltern die verschiedenen Spektralfarben zeigen. Das Ergebnis hiervon ist ein bunt leuchtendes Muster vor tiefdunklem Hintergrund, was dem Effekt von Kirchenfenstern, bzw. auf einem schwarzen Samtkissen liegenden Edelsteinen ähnelt, die durch eine Lampe erleuchtet werden. Da Jedermann weiß, welche Vermögen für diese beiden optischen Reize bezahlt wurden, ist nach meiner Ansicht auch vom Polfilter- Kaleidoskop ein gewerblicher Erfolg zu erwarten.

Bezugszeichenliste

(1) Polfilter
(2) Objekte
(3) Polfilter
(4) Dreiecksspiegel
(5) Lochblende

Claims (2)

1. Kaleidoskop, welches, wie die handelsüblichen Kaleidoskope, der Erzeugung von optischen Mustern dient, durch Reflexion der von Objekten kommenden Lichtstrahlen in geeignet angeordneten Spiegeln (z. B. Dreiecksspiegel), dadurch gekennzeichnet, daß die Objekte (2), deren Spiegelbilder dem beobachteten Muster zugrundeliegen

   • a) lichtdurchlässig sind,
   • b) die Bevorzugung einer bestimmten Polarisationsebene des sie durchquerenden Lichtes aufheben (ein sehr großer Teil aller lichtdurchlässigen Stoffe besitzt diese Eigenschaft),
   • c) sich zwischen zwei Polfiltern (1) und (3) befinden, deren Polarisationsebenen zueinander um 90° gedreht sind.
2. Diese Anordnung der Polfilter hat bekanntlich zur Folge, daß der größte Teil der Lichtstrahlen, welche den ersten Polfilter mit vertikaler Polarisationsebene (1) durchqueren, vom zweiten Polfilter mit horizontaler Polarisationse­ bene (3) absorbiert werden. Das Licht, welches den ersten Polfilter (1) durchquert, wird somit vom zweiten Polfilter (3) fast vollständig absorbiert (ausgenommen hiervon ist allerdings das Licht, welches die Objekte (2) durchquert). Diese Ausrichtung der Polfilter und Anordnung der Objekte ist von entscheidender Bedeutung für die korrekte Funktion des Polfilter-Kaleidoskop.