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<!DOCTYPE html>

<title>Diffusor (Optik)</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Diffusor (Optik)</span></h1>

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</div>

<p>Ein <b>Diffusor</b> oder <b>Streuscheibe</b> (<span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Latein" title="Latein">lateinisch</a></span> <span lang="la-Latn" style="font-style:italic">diffundere</span> ‚ausgießen‘, ‚verstreuen‘, ‚ausbreiten‘) ist ein optisches Bauteil, das dazu eingesetzt wird, <a href="Licht" title="Licht">Licht</a> zu <a href="Streuung_(Physik)" title="Streuung (Physik)">streuen</a>. Die dabei genutzten Effekte sind die <a href="Reflexion_(Physik)#Diffuse_Reflexion" title="Reflexion (Physik)">diffuse Reflexion</a> und die <a href="Brechung_(Physik)" title="Brechung (Physik)">Brechung</a> von Licht.

</p><p>In der Lichtmesstechnik werden qualitativ hochwertige Diffusoren eingesetzt, um einem <a href="Sensor" title="Sensor">Detektor</a> eine erhöhte <a href="Empfindlichkeit_(Technik)" title="Empfindlichkeit (Technik)">Empfindlichkeit</a> für einen großen <a href="Raumwinkel" title="Raumwinkel">Raumwinkelbereich</a> zu geben.

</p><p>In vielen Fällen wird versucht, eine winkelabhängige Empfindlichkeit zu erreichen, die dem <a href="Lambertsches_Gesetz" title="Lambertsches Gesetz">Lambertschen Gesetz</a> folgt.

</p><p>In der <a href="Fotografie" title="Fotografie">Fotografie</a> werden Diffusoren sowohl bei der Streuung des <a href="Blitzlicht" title="Blitzlicht">Blitzlichts</a> als auch dem Empfang des Lichtes eingesetzt (Diffusorlinse), siehe <a href="Diffusor_(Fotografie)" title="Diffusor (Fotografie)">Diffusor (Fotografie)</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aufbau_und_Wirkungsweise">Aufbau und Wirkungsweise</h2></div>

<p>Charakteristisch für einen Diffusor ist, dass er viele kleine Streuzentren besitzt. Treffen <a href="Parallelit%C3%A4t_(Geometrie)" title="Parallelität (Geometrie)">parallel</a> laufende Lichtstrahlen an verschiedenen Stellen eines Diffusors auf, so werden sie in unterschiedliche Richtung verteilt und erzeugen so <a href="Diffuses_Licht" title="Diffuses Licht">diffuses Licht</a>. Für Anwendungen im <a href="Ultraviolettstrahlung" title="Ultraviolettstrahlung">UV-Bereich</a> wird neben <a href="Polytetrafluorethylen" title="Polytetrafluorethylen">PTFE</a> überwiegend <a href="Quarzglas" title="Quarzglas">Quarzglas</a> eingesetzt, das eine höhere <a href="Transmission_(Physik)" title="Transmission (Physik)">Transmission</a> aufweist.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Oberflächen-Diffusor"><span id="Oberfl.C3.A4chen-Diffusor"></span>Oberflächen-Diffusor</h3></div>

<p>Ein Diffusor kann die Streuung des Lichts an seiner Oberfläche bewirken. Das geschieht z. B., wenn Licht auf ein weißes Blatt Papier fällt. Eine solche Oberfläche ist, mikroskopisch betrachtet, <a href="Rauheit" title="Rauheit">rau</a>. Ein Material, bei dem die streuende Wirkung der Oberfläche ebenfalls genutzt wird, ist <a href="Textil" class="mw-redirect" title="Textil">Textil</a> wie z. B. beim Einsatz einer <a href="Lichtwanne" class="mw-redirect" title="Lichtwanne">Lichtwanne</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Volumen-Diffusor">Volumen-Diffusor</h3></div>

<p>Häufig werden auch Diffusoren eingesetzt, die das Licht <i>innerhalb eines Volumens</i> streuen. Diese Diffusoren bestehen aus einem <a href="Transparenz_(Physik)" title="Transparenz (Physik)">transparenten</a> Material wie z. B. Glas, das mit vielen „Störstellen“ wie z. B. kleinen Lufteinschlüssen versehen ist, die als Streuzentrum dienen. Ob mit einem solchen Diffusor eine <a href="Richtcharakteristik#Lichtquellen" title="Richtcharakteristik">Abstrahlcharakteristik</a> erzielt wird, die dem Lambertschen Gesetz folgt, hängt u. a. von der Dicke des Materials, der Dichte und der Größe der Streuzentren ab. Ein Beispiel für solche Diffusoren sind <a href="Milchglas" title="Milchglas">Milchglas</a>scheiben. In <a href="Lampenschirm" title="Lampenschirm">Lampenschirmen</a> erzeugen sie ein weiches Licht, eingesetzt bei Türen und Fenstern wird die Lichtstreuung als Sichtschutz genutzt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Streumechanismen_in_einem_Volumendiffusor">Streumechanismen in einem Volumendiffusor</h2></div>

<p>Für ein vereinfachtes Modell wird ein Volumendiffusor aus reinem <a href="Quarzglas" title="Quarzglas">Quarzglas</a> betrachtet (<a href="Brechungsindex" title="Brechungsindex">Brechungsindex</a> n = 1,46), wobei als Streuzentren kugelförmige <a href="Blase_(Physik)" title="Blase (Physik)">Luftbläschen</a> angenommen werden (n = 1,0). Die Streuung des Lichts wird durch <a href="Totalreflexion" title="Totalreflexion">Totalreflexion</a> und Lichtbrechung erzielt.

</p><p>Bei einem Volumendiffusor mit vielen Streuzentren sind mehrfache Streuungen eines einfallenden Lichtstrahls üblich. Erst dadurch kann insgesamt eine Streuung erzielt werden, die einem Lambert-Strahler gleicht.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Streuung_durch_Totalreflexion">Streuung durch Totalreflexion</h3></div>

<p>Durch den Brechungsindex-Unterschied zwischen Luft und Quarzglas kann es bei einem <a href="Kritischer_Winkel" title="Kritischer Winkel">kritischen Winkel</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \theta _{\mathrm {c} }>\arcsin \left({\frac {1{,}00}{1{,}46}}\right)\approx 43{,}2^{\circ }}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \theta _{\mathrm {c} }>\arcsin \left({\frac {1{,}00}{1{,}46}}\right)\approx 43{,}2^{\circ }}</annotation>

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4da703e476275e6f595fb77736543c1052dceb90.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.505ex; width:27.792ex; height:6.176ex;" alt="{\displaystyle \theta _{\mathrm {c} }>\arcsin \left({\frac {1{,}00}{1{,}46}}\right)\approx 43{,}2^{\circ }}" loading="lazy"></span> zu einer Totalreflexion kommen, die zur Streuung des Lichts beiträgt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Streuung_durch_Lichtbrechung">Streuung durch Lichtbrechung</h3></div>

<p>Wird das Licht an dem Luftbläschen nicht wie beschrieben total reflektiert, so gibt es an beiden <a href="Grenzfl%C3%A4che" title="Grenzfläche">Übergängen</a> von Quarzglas zu Luft und umgekehrt jeweils eine Brechung. Diese folgt dem <a href="Snelliussches_Brechungsgesetz" title="Snelliussches Brechungsgesetz">Snelliusschen Brechungsgesetz</a> und streut Licht je nach Auftreffen an denselben Streuzentrum in verschiedene Richtungen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendungsbeispiele">Anwendungsbeispiele</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Streuscheiben_bei_Verkehrsampeln">Streuscheiben bei Verkehrsampeln</h3></div>

<p>Die farbigen Gläser an <a href="Verkehrsampel" class="mw-redirect" title="Verkehrsampel">Verkehrsampeln</a> sind als Streuscheiben ausgeführt. Ältere Gläser sind dafür mit einem geometrischen Muster von Rillen überzogen, deren lichtbrechende Wirkung das abgestrahlte Licht streut und damit für eine gleichmäßige <a href="Helligkeit" title="Helligkeit">Helligkeit</a> des Signals in unterschiedlichen Blickwinkeln und Entfernungen sorgt. Zusätzlich verhindert die Streuscheibe, dass von vorn einfallendes Licht einen Reflex erzeugt, der als leuchtendes Signal missverstanden werden könnte.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Neuere Ampelstreuscheiben haben keine eingearbeiteten Rillen mehr, sondern setzen sich aus einem Raster kleiner <a href="Linse_(Optik)" title="Linse (Optik)">Linsen</a>elemente zusammen, das dieselben Funktionen erfüllt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Fahrzeugscheinwerfer">Fahrzeugscheinwerfer</h3></div>

<p>Bei klassischen <a href="Automobil" title="Automobil">Automobilen</a> finden sich Streuscheiben als Teil der <a href="Fahrzeugscheinwerfer" title="Fahrzeugscheinwerfer">Scheinwerfer</a>. Ziel ist es u. a., das von der <a href="Gl%C3%BChlampe" title="Glühlampe">Glühlampe</a> erzeugte Licht dergestalt <a href="Asymmetrisch" class="mw-redirect" title="Asymmetrisch">asymmetrisch</a> zu verteilen, dass der Rand der Fahrbahn weiter ausgeleuchtet wird als ihre Mitte, um den <a href="Gegenverkehr" title="Gegenverkehr">Gegenverkehr</a> nicht zu <a href="Blendung_(%C3%9Cberbelichtung)" title="Blendung (Überbelichtung)">blenden</a>. Anders als oben beschrieben, handelt es sich bei diesen Streuscheiben zumeist um Bauteile aus Klarglas, deren Oberfläche so beschaffen ist, dass durch eine Aneinanderreihung von <a href="Prisma_(Optik)" title="Prisma (Optik)">Prismen</a> Licht in der gewünschten Weise gebrochen und verteilt wird.

</p><p>Moderne Fahrzeugscheinwerfer verzichten zumeist aus <a href="%C3%84sthetisch" class="mw-redirect" title="Ästhetisch">ästhetischen</a> Gründen auf Streuscheiben. Die asymmetrische Lichtverteilung wird hier vom <a href="Spiegel" title="Spiegel">Reflektor</a> übernommen. Die Scheinwerferbegrenzung an der Lichtaustrittsfläche imponiert als glatte, klare Fläche aus Glas oder zumeist Kunststoff. Im Kfz-<a href="Fachjargon" class="mw-redirect" title="Fachjargon">Fachjargon</a> werden jedoch auch klare Scheinwerfergläser umgangssprachlich immer noch als „Streuscheibe“ bezeichnet.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">SZ-Magazin: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://sz-magazin.sueddeutsche.de/raetsel-des-alltags/raetsel-des-alltags-74240">Rätsel des Alltags</a>, Ausgabe vom 20. Februar 2007, abgerufen am 25. Januar 2023</span>

</li>

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