Okulary przeciwsłoneczne

Okulary słoneczne są dwóch typów - pierwszy, "zwyczajny" przyciemnione szkła i drugi, które oglądane z zewnątrz robią wrażenie kolorowego lustra.

Pierwszy typ to okulary, które robią wrażenie tego samego koloru, zarówno jeśli je oglądamy z zewnątrz, jak i kiedy patrzymy przez nie. Ten typ to filtry absorpcyjne, tzn. takie, które przepuszczają światło określonego koloru, np. zielonego a inne barwy absorbują. Drugi typ ma zupełnie inną zasadę fizyczną - polegającą na odbiciu określonej barwy. I tak np. okulary, które wydają się czerwone z zewnątrz, właśnie czerwone światło odbijają. Oznacza to, że w świecie obserwowanym przez te okulary, brakuje światła czerwonego. Jest więc względnie więcej innych kolorów oprócz czerwonego - świat wydaje się bardziej niebieski.


Są to tzw. filtry odbiciowe - na przednią stronę szkła jest naniesiona cienka i selektywna warstwa odbijająca. Podobna delikatna warstwa jest na powierzchni monitora twojego komputera.

Selektywne odbicie jednej barwy uzyskuje się dzięki interferencji. Warstwa odbijająca składa się w rzeczywistości z kilku naprzemian ułożonych warstw o dużym i małym współczynniku odbicia, przy czym odległość pomiędzy poszczególnymi warstwami wynosi l/2, gdzie l jest długością fali, która jest selektywnie odbijana. W ten sposób pomiędzy jedną a drugą warstwą światło przebywa (tam i z powrotem) odległość l - w kierunku do tyłu kolejne odbite fale sumują się z tą samą fazą, czyli się wzmacniają.

Na wykresie obok przedstawiono przykładowe widmo transmisji (w jednostkach względnych) okularów odbiciowych (krzywa pomarańczowa) oraz, dla porównania, filtru interferencyjnego przepuszczającego w zakresie fal niebieskich (krzywa niebieska)

Z kolei, na następnym wykresie pokazane jest przykładowe widmo transmisji światła "zielonych" (absorpcyjnych) okularów słonecznych. Jak widać , najwięcej procentowo światła jakie przechodzi przez okulary przypada na zakres barw czerwonych. Dlaczego więc, jak patrzymy z boku na okulary wydają się one być "zielone" a patrząc przez nie widzimy otaczający nas świat zielonkawo?

Cała tajemnica tkwi w oku ludzkim. Czułość ludzkiego oka jest różna dla różnych barw. W dzień, kiedy za detekcję światła odpowiedzialne są czopki znajdujące się w oku, największa czułość przypada na długość fali ok. 550 nm, tj. obszar zielonych barw. Ale dla światła o długości fali ok. 650 nm (czerwone kolory) czułość ludzkiego oka jest już dziesięciokrotnie mniejsza, o tyle samo co dla 470 nm.

Żeby określić jak widzimy barwy światła przez okulary należy uwzględnić czułość widmową oka. Na wykresie obok przedstawiono widmo transmisji światła po przejściu przez okulary pomnożone przez względną czułość widmową oka, co chyba wyjaśnia dostatecznie "zielone" wrażenie barwy (jest to czułość uzyskana w wyniku pomiarów wielu obserwatorów, czyli w efekcie pewnego uśrednienia i bez uwzględnienia różnego rodzaju czopków).