26.11.2013

Die Funktionsweise der Sonnenfänger - einfach erklärt.

Sonnenfänger bestehen aus fluoreszierendem Acrylglas (die technische Bezeichnung hierfür lautet: Polymethylmethacrylat - oder kurz: PMMA). Dieses Material wird zwar von vielen Herstellern angeboten, seine Funktionsweise ist jedoch stets die gleiche. Weitere Informationen zu den verwendeten Materialien finden sie im Post: das Material der Sonnenfänger / woraus bestehen sie eigentlich?

Das fluoreszierende Acrylglas filtert Teile der blauen, violetten und der, für das menschliche Auge unsichtbaren, ultravioletten Lichtstrahlen aus dem Tageslicht heraus, und wandelt es in sichtbares Licht um (diesen Vorgang wird als "Fluoreszenz" bezeichnet).  Das so erzeugte (sichtbare) Licht entsteht innerhalb der gesamten Scheibe, und wird in alle Richtungen emittiert (abgestrahlt). Ein kleiner Teil dieses Lichtes kann die Scheibe auf direktem Weg durch die Oberfläche wieder verlassen. Der verbleibende Licht-Anteil, der in nur flachem Winkel von innen auf die Oberfläche der Scheibe trifft, wird (ähnlich wie in einem Glasfaserkabel) über Totalreflexionen gespiegelt und weitergeleitet. Letztendlich treffen die Lichtstrahlen in einem stumpfen Winkel auf die Schnittkontur. Das Licht kann an dieser Stelle annähernd ungehindert aus der Scheibe austreten. Wir können dieses Verhalten an den intensiv leuchtenden Rändern der Sonnenfänger erkennen.


Tau- und Wassertröpfchen, die auf der Scheibe haften, verändern den Lichtbrechungskoeffizienten und somit den Winkel der Totalreflexion. Hierdurch können etwas mehr Lichtstrahlen direkt wieder zurück, durch die Oberflächen der Scheiben und letztlich den darufliegenden Tropfen austreten. Aus diesem Grund leuchten die feuchten Scheiben im Bereich der Fläche etwas heller - und dafür weniger an den Konturen. In den frühen Morgenstunden kann ein Sonnenfänger daher ganz anders aussehen als beispielsweise in der Mittagssonne.



SunForm-Sonnenfänger / Schmetterling
SunForm-Sonnenfänger / Schmetterling (in der damaligen Version noch
nicht drehbar - und ohne Flatterbänder)
An diesem Schmetterling der Fa. SunForm-Design, kann man das beschriebene Verhalten sehr gut erkennen. Die Tautropfen sind an den Rändern bereits getrocknet - während sich die Tropfen zur Mitte hin noch "gehalten" haben. Am Rand erscheinen die Flügel daher dunkler und man kann sogar durch sie hindurchsehen. Durch die anhaftenden Tröpfchen ändert sich das Lichtbrechungsverhalten sowie der Winkel der Totalreflexion an der Oberfläche der Flügel. Hier "entkommen" ein paar Lichtstrahlen durch die Oberfläche der Scheibe, werden jedoch beim Durchscheinen der Tröpfchen erneut gebrochen, und bringen so die (ansonsten transparente) Fläche zum leuchten.