Spiegel
Licht zurückwerfen, um ein Bild zu formen
Inhalt
- 1Polierte, spiegelnde Fläche
- 2Leicht gewölbtes Profil des Obsidians
- 3Raue, unpolierte Rückseite
- 4Lichtstrahl vom Gegenstand
- 5Zum Auge reflektierter Strahl
- 6Virtuelles Bild hinter der Fläche
Ein Spiegel ist eine Fläche, die glatt und blank genug ist, um Licht geordnet zurückzuwerfen, sodass das Auge ein Bild dessen sieht, was vor ihr steht. Die ältesten sicher datierten Spiegel sind Stücke aus poliertem Obsidian, einem schwarzen vulkanischen Glas, die in der ersten Hälfte des 7. Jahrtausends v. Chr. in Gräber der jungsteinzeitlichen Siedlung Çatalhöyük in Anatolien gelegt wurden. Später fertigte man Spiegel aus Kupfer und Bronze, dann aus Glas mit Metallbelag: Blei in der römischen Kaiserzeit, in Venedig ab dem frühen 16. Jahrhundert ein Amalgam aus Zinn und Quecksilber und ab 1835 eine dünne Silberschicht.
Was es ist
Ein Spiegel wirft das auftreffende Licht zurück, ohne es zu zerstreuen. Die meisten Oberflächen streuen Licht in alle Richtungen, deshalb sieht man sie von jeder Stelle eines Raums. Eine ausreichend glatte und blanke Fläche hält die zurückkehrenden Strahlen dagegen in Ordnung, sodass sie das Auge erreichen, als kämen sie von Gegenständen hinter ihr.
Ägyptische Spiegel waren Scheiben aus Kupfer oder Bronze an einem Griff aus Holz, Knochen oder Elfenbein.
Die ersten Spiegel bestanden aus Stein. Obsidian, ein natürliches vulkanisches Glas, lässt sich plan schleifen und polieren, bis er ein scharfes Bild gibt, und seine dunkle Masse schluckt das eindringende Licht, sodass das Auge nur die Spiegelung der Oberfläche sieht. Später polierte man Kupfer und Bronze auf dieselbe Weise. Ein moderner Spiegel ist eine Scheibe aus Glas mit einer sehr dünnen Metallschicht auf der Rückseite, die mit Farbe abgedeckt ist. Das Glas bietet eine ebene, harte Fläche und schützt das Metall vor Luft und Abrieb. Auch stilles Wasser in einer dunklen Schale oder eine polierte Klinge kann als Spiegel dienen.
Wie es funktioniert
Licht, das auf einen Spiegel trifft, verlässt ihn unter demselben Winkel, unter dem es ankam; beide Winkel werden von einer Senkrechten zur Fläche aus gemessen. Strahlen, die von einem Punkt vor einem ebenen Spiegel auseinanderlaufen, laufen daher auch nach der Reflexion auseinander, als kämen sie von einem Punkt hinter ihm, der genauso weit hinter der Fläche liegt wie der Gegenstand davor. Das Auge verfolgt sie zu diesem Punkt zurück und sieht den Gegenstand dort. Hinter dem Spiegel steht nichts, und ein dort aufgestellter Schirm finge kein Bild auf; deshalb nennt man dieses Bild virtuell.
Das Bild steht aufrecht und ist so groß wie der Gegenstand, doch vorn und hinten sind vertauscht: Eine Hand, die auf den Spiegel zeigt, trifft auf eine Hand, die aus ihm herauszeigt, und so wirkt eine rechte Hand wie eine linke. Eine leicht nach außen gewölbte Fläche, wie der geschliffene Obsidian von Çatalhöyük, spreizt die reflektierten Strahlen etwas stärker, und das Bild erscheint etwas kleiner und näher an der Fläche.
Im Glasspiegel durchquert das Licht das Glas zweimal, und die Vorderseite der Scheibe liefert ein schwaches zweites Bild.
Beim Glasspiegel liegt das spiegelnde Metall hinter der Scheibe. Das Licht durchquert das Glas, wird am Metall reflektiert und durchquert das Glas beim Austritt ein zweites Mal. Auch die Vorderseite des Glases wirft einen kleinen Teil des Lichts zurück; daraus entsteht ein schwaches zweites Bild, das man nahe am Rand eines dicken Spiegels sieht, wenn man schräg hineinblickt. Die Metallschicht ist empfindlich. Dringt Wasser zwischen Glas und Silber, läuft das Silber an, und der Spiegel wird an den Rändern schwarz.
Alte Quecksilberspiegel enthalten noch etwas davon, und sein Dampf ist giftig: Ihre Pflege gehört in die Hände von Restauratoren. Versuchen Sie nie, selbst Metall auf Glas aufzubringen, denn Amalgame und Versilberungslösungen sind gefährlich, und zerbrochenes Spiegelglas schneidet tief.
Geschichte und Entwicklung
Die ältesten sicher datierten Spiegel stammen aus Çatalhöyük, einer jungsteinzeitlichen Siedlung in Zentralanatolien. Nach der Archäologin Alice Vinet liegen die Spiegel, die man den Toten ins Grab gab, in Schichten aus der ersten Hälfte des 7. Jahrtausends v. Chr. Adnan Baysal, der im nahen Canhasan gräbt, datiert einen dort gefundenen Spiegel auf etwa 8500 Jahre und hält ihn für gleich alt. Vinet führt außerdem zwei Spiegel auf, die an der Oberfläche von Sırçalıtepe in Kappadokien aufgelesen wurden, einem Fundort aus der Mitte des 8. Jahrtausends v. Chr.; ein Oberflächenfund gehört jedoch zu keiner datierten Schicht. Die Spiegel von Çatalhöyük sind kleine Obsidianstücke, deren eine Seite geschliffen und poliert ist. Der Optometrist Jay Enoch hebt hervor, dass ihre Flächen konvex und von guter optischer Qualität sind. James Vedder untersuchte acht von ihnen in den Museen von Konya und Ankara: Alle stammen aus den mittleren Schichten der Siedlung, und ihre Flächen sind stark zerkratzt, wohl durch Gebrauch. Auch die Nachbildungen aus seinen Versuchen fielen leicht gewölbt aus, durch den Druck der Hand nahe den Rändern.
Um 2000 v. Chr., schreibt Enoch, waren Spiegel in Ägypten, Mesopotamien, China und Amerika in Gebrauch. Ägyptische Gräber enthielten flache Scheiben aus Kupfer oder Bronze mit einem Dorn, der in einen Griff aus Holz, Knochen oder Elfenbein passte. Eine davon, im Pitt Rivers Museum in Oxford, stammt aus Dendera und aus der 6. Dynastie, dem späten 3. Jahrtausend v. Chr.
Chinesische Bronzespiegel hielt oder hängte man an einem durchbohrten Knauf auf der verzierten Rückseite.
In China gehören die ältesten Bronzespiegel zur Qijia-Kultur am Oberlauf des Gelben Flusses, etwa zwischen 2200 und 1600 v. Chr. Ein chinesischer Spiegel ist auf einer Seite poliert. Die andere Seite ist verziert und trägt einen durchbohrten Knauf, an dem man den Spiegel hielt oder aufhängte. Unter den Streitenden Reichen, den Qin und den Han wurde die Spiegelherstellung zu einem geregelten Gewerbe, dessen Werkstätten ein kaiserliches Amt beaufsichtigte.
Glas mit Metallbelag kam in der römischen Kaiserzeit auf. Etwa 2000 kleine Spiegel dieser Art sind bekannt, vom 1. Jahrhundert n. Chr. bis in byzantinische Zeit: ein Stück gewölbtes Glas mit einer dünnen spiegelnden Schicht in einem Bleirahmen. Ein 2015 in Padua gefundenes Exemplar ist keine 6 cm breit.
Große, ebene Glasspiegel entstanden in Venedig. Nach der Restauratorin Kathleen Payne de Chavez ergaben die ersten Metallbeläge ein mattes, raues Bild. Im frühen 16. Jahrhundert belegte die Familie Dal Gallo auf Murano das Glas stattdessen mit einem Amalgam aus Zinn und Quecksilber, das weit besser spiegelte. Das Quecksilber vergiftete die Arbeiter: 1713 beschrieb der Arzt Bernardino Ramazzini die kranken Spiegelmacher von Murano, die ihr Handwerk verfluchten. Venedig verbot seinen Glasmachern, mit dem Geheimnis fortzugehen, doch einige gelangten im 17. Jahrhundert nach Frankreich. Die 357 Spiegel des 1678 bis 1684 erbauten Spiegelsaals von Versailles zeigten, dass eine französische Manufaktur nun mit Venedig mithalten konnte.
1835 schied der deutsche Chemiker Justus von Liebig durch eine chemische Reaktion eine dünne Schicht metallischen Silbers auf Glas ab. Silber- und Amalgamspiegel wurden nebeneinander hergestellt, bis sich im frühen 20. Jahrhundert das Silber durchsetzte. 1932 entwickelte John Strong am Caltech für die Spiegel optischer Instrumente wie des Spiegelteleskops eine im Vakuum aufgedampfte Aluminiumschicht, die viel länger hält als Silber.