Vragen en antwoorden over brillenglazen
Het ontstaan van de bril
Een wereld zonder bril valt bijna niet meer voor te stellen. De bril is voor veel mensen onmisbaar geworden. Al eeuwen lang zijn mensen bezig optische hulpmiddelen te ontwikkelen. Ze zijn in veel verschillende vormen en kleuren gemaakt en er worden nog steeds nieuwe, verbeterde brillen ontworpen.
Waarschijnlijk is het principe van de gebogen lens ontdekt door waarneming. Waterdruppels vormen namelijk natuurlijke lenzen. Als we een waterdruppel op een blad nauwkeurig bekijken zien we dat het oppervlak van het blad vergroot wordt. De Arabische wiskundige Aboe Ali al-Hazin al Haitham (965-1039) ontdekte de breking van licht in glas. Deze ontdekking zorgde ervoor dat het eerste optische hulpmiddel ontwikkeld kon worden: de leessteen. Dit is een halve bol van glas of kristal die op teksten en geschriften gelegd kon worden. Zo kon de tekst vergroot worden. De leessteen werd gemaakt van het lichtgekleurde glas beryl. Hier is ons woord 'bril' van afgeleid.
Tegen het eind van de 12e eeuw komt de Arabische kennis terecht in Venetië. Deze stad heeft dan al een goede reputatie op het gebied van glas. Zij wisten als enigen hoe je transparant glas moest maken. De Arabieren dachten nog dat de vergrotende werking van een glazen bol gevuld met water, kwam door het water. In Venetië ontdekte men dat de bolling van het glas de oorzaak was.
De kunstmatige lens zelf werd uitgevonden. Deze uitvinding vond niet opzettelijk plaats maar door toeval, door steeds maar weer proberen en doordat de mens steeds meer kennis verwierf. We kunnen niet zeggen dat de lens door één mens is uitgevonden.
Pas in de 13e eeuw kwam de informatie over leesstenen terecht in Duitse kloosters. De Duitse monniken zagen hoe belangrijk deze ontdekking was en hielpen bij de ontwikkeling en verspreiding van de leessteen. Zo kwam de informatie ook bij de Engelse monnik Roger Bacon terecht. Hij maakte duidelijk dat dit hulpmiddel erg handig was voor mensen met zwakke ogen. Hij heeft dan ook een belangrijke rol gespeeld bij de ontwikkeling van de bril.
Rond het jaar 1285 ontstond de eerste bril. De dominicaan Alessandro di Spina ontwierp een bril waarbij twee leesstenen in een houten vatting werden geplaatst. De ontwikkeling van de bril was toen niet meer te stoppen.
In de begintijd hadden brillen alleen nog maar positieve lenzen: glas dat door een bolling voorwerpen vergroot. Deze brillen zijn geschikt voor mensen die verziend zijn. Veraf zien zij scherp, dichtbij zien ze niet goed. Brillen die bijziendheid corrigeren, ontwikkelden zich pas in de 15e eeuw.
In het begin werden monturen gemaakt van hout, metaal, hoorn, been en leer. Ze bestaan slechts uit twee glazen en een neusbrug. Ze zijn onhandig in het gebruik: de eigenaar moet ze in de hand houden of klemt de bril op de neus. Ook maakt men in die tijd gebruik van banden om de bril op het hoofd te houden. Pas ruim 400 jaar na de ontdekking van de breking van licht in glas door de Arabieren, beginnen brillen een beetje te lijken op wat ze nu zijn, als Edward Scarlett rond 1730 de vaste zijpoten ontwerpt.
Eerst werden brillen alleen nog maar gedragen door monniken en geleerden. Dit was een voorrecht. Ook door de adel werden ze in die tijd veel gedragen. Het wordt zelfs een tijd mode. Maar in het begin van de 17e eeuw werd de goedkope draadbril met geslepen glazen ontworpen, zodat ook het gewone volk de kans kreeg om te beschikken over een bril. Het dragen van een bril is in onze moderne samenleving vanzelfsprekend. Niemand kijkt er nog van op. Toch was dit niet altijd zo vanzelfsprekend. Tot de 16e eeuw was een bril het teken van intelligentie en had iemand met een bril veel aanzien. Na 1500 veranderde dit omdat een bril de nadruk legde op een lichamelijk gebrek. Dit sprak niet iedereen aan. Tot in de 18e eeuw was het aan de Europese koningshuizen taboe een bril te dragen. De gewone bevolking trok zich niets aan van de opmerkelijke gedachte van koningshuizen over het dragen van een bril. Het volk maakte volop gebruik van de bril. Er werd vooral getint glas gebruikt. Kleuren als groen, geel en blauw kwamen veel voor. Men dacht dat op die manier het licht beter gefilterd werd en dat het daarom minder schadelijk was voor de ogen. Dit zijn dus eigenlijk de eerste zonnebrillen.
Zij waren niet de eersten met gekleurde brilglazen. Chinezen liepen eeuwen daarvoor al met getinte glazen voor hun ogen. De Chinezen dachten dat deze 'brillen' magische krachten bezaten. Deze 'brillen' hielpen niet tegen slecht zien.
Tot in de 19e eeuw bleef het een schande een bril te dragen in het bijzijn van een 'hoog' iemand.
Wie aan het eind van de 20e eeuw dichtbij of veraf niet helder kan zien, heeft niet alleen de mogelijkheid een bril te dragen. De lens kan nu ook óp het oog worden gedragen. Dit idee is waarschijnlijk al bedacht door Leonardo da Vinci. Ruim een eeuw geleden ontwikkelde Adolf Fick de eerste glazen contactlens. Inmiddels worden alleen nog maar contactlenzen van kunststof gemaakt.
Korte geschiedenis van de optica
Door E.G.J. Engelaar
De geschiedenis van de optica begint bij de oude Grieken. Aristophanes (400 BC) schrijft over de zonnestralen die worden weerkaatst. Democritus (400 BC) hield zich bezig met hoe het komt dat er verschillende kleuren bestaan. Aristotoles (250 BC) richtte zich vooral op hoe het oog werkt. Hij dacht dat er straling uit de ogen komt en je hiermee de omgeving aftast.
Ook de Romeinen waren bezig met optica. Seneca (0) merkte op dat voorwerpen onder water anders worden waargenomen. Nero (50 AD) was de eerste die een soort van verrekijker gebruikte om door het Colosseum te kijken. En Ptolemeus (100 AD) onderzocht breking van licht door water en andere vloeistoffen.
In Perzië was er een zekere Alhazan (1000 AD) die de breking en weerkaatsing van licht beschreef. Hij was de eerste persoon die geloofde dat het oog voorwerpen waarneemt doordat er licht via het voorwerp in het oog komt.
De eerste lenzen werden gemaakt rond 1250 AD. Bacon deed toen al veel experimenten met lenzen om de breking en weerkaatsing van licht te beschrijven. De werking ervan wordt pas in 1600 AD verklaard door Kepler.
De Nederlander Lippershey is de uitvinder van de telescoop (1608 AD). Toen Galileo hoorde van deze uitvinding van Lippershey liet hij een voor die tijd zeer grote telescoop bouwen en gebruikte de telescoop om naar de maan en de planeten te kijken. Hieruit bleek dat de aarde zich niet het midden bevond van het heelal.
Newton had onderzoek verricht naar licht en kwam tot de conclusie dat licht bestond uit deeltjes. Hierdoor was hij ervan overtuigd dat je geen kleurloze lenzen kon maken, daarom maakte Newton een telescoop met een spiegel erin i.p.v. een lens.
Jansen is een Nederlander die rond 1600 AD de eerste microscoop bouwt. Gauss beschreef de werking van lenzen met wiskundige formules. Dankzij de beschrijvingen van Gauss konden lenzen veel makkelijker gemaakt worden. Dit betekende een grote stap voor de ontwikkelingen van de telescoop en de microscoop. Voordien was het namelijk altijd een groot probleem om lenzen te fabriceren die de juiste sterkte en grote hadden.
Een belangrijke ontdekking voor de optica gebeurde door de Nederlander Snell in 1621 AD. De wet van Snell werd wiskundig uitgewerkt door Descartes. Deze wet was volgens wetenschappers niet belangrijk totdat Huygens de wet van Snell opnam in zijn werk. Dit gebeurde pas 70 jaar nadat Snell de wet had opgesteld.
Newton deed onderzoek naar afbuiging van licht en kwam in 1672 AD op zijn theorie van kleuren. Newton was er van overtuigd dat licht is opgebouwd uit deeltjes, maar toch was hij de eerste die een optisch periodiek fenomeen zag (De ringen van Newton). Huygens zocht naar een mechanische theorie voor licht. Zijn uitleg (1690 AD) voor de weerkaatsing en afbuiging van licht waren helemaal gebaseerd op het golfkarakter van licht. Er zijn op dit moment dus twee gedachten over licht. Sommige beweren dat licht is opgebouwd uit deeltjes, terwijl andere zeggen dat licht bestaat uit golven. Vanwegen de reputatie van Newton (en ook het feit dat licht een eindige snelheid heeft) hielden de meeste wetenschappers zich bij de deeltjestheorie over licht.
Euler was één van de weinigen die de theorie van Newton over licht niet geloofde. Euler baseerde zijn theorie van licht (1768 AD) op de golven, vergelijkbaar met de golven die te zien zijn in een vloeistof.
In 1801 was het Young die ontdekte dat twee puntvormige lichtbronnen een interferentiepatroon vormen. Young stelde een golftheorie op van licht. Bij verschillende wetenschappers werd dit geaccepteerd. Maar grote namen als Fourier, Laplace en Poisson bleven voorstander van de deeltjestheorie van Newton.
In 1808 AD ontdekte Malus polarisatie van licht door weerkaatsing. Fresnel verklaarde dit verschijnsel m.b.v. de golftheorie van Young. Volgens zijn theorie moest er in het midden van de schaduw van een cirkel een lichter puntje te zien zijn. Hierdoor werd de theorie niet meteen geaccepteerd, maar toen Fresnel dit plekje experimenteel liet zien, werden hem excuses aangeboden en werd zijn theorie algemeen geaccepteerd. Het laatste bewijs van de golftheorie kwam toen aangetoond werd dat de lichtsnelheid afneemt als de dichtheid van het medium groter wordt. Volgens de theorie van licht als deeltjes moest dit namelijk precies andersom zijn. De relatieve snelheid van licht werd pas in 1849 AD gemeten en toen was er dus een bewijs dat licht een golfkarakter heeft. Mede dankzij de verscheidene pogingen om deze relatieve snelheid te meten kwam Einstein in 1905 AD met zijn relativiteitstheorie. In ditzelfde jaar publiceerde hij ook de theorie van het foto-elektrisch effect. Einstein was in zijn tijd nog één van de weinigen die geloofde in het deeltjeskarakter van licht.
In 1848 AD werd voor het eerst elektromagnetisme vergeleken met de optica. Dit kwam ten eerste door de vergelijkingen van Maxwell, waaruit bleek dat elektromagnetische golven de snelheid van het licht hebben. Een tweede oorzaak was Hertz. Hij beweerde dat elektromagnetische golven weerkaatsen en afbuigen net als licht.
Bohr was de eerste die zei dat licht zowel een golf- als deeltjeskarakter heeft in 1928 AD.
In 1960 AD vond men de laser uit. Vanaf dit moment ging het heel hard met de ontwikkeling van optische communicatie, holografie, optische data opslag en optische processors. Al deze uitvindingen waren al vele jaren eerder gedaan, maar met de komst van de laser werd alles veel makkelijker en werd het veelvuldig gebruikt.
Polarisatie: wat is het en hoe werkt het?
Een natuurlijke lichtbron zoals de zon zendt golven uit bestaande uit elektrische en magnetische velden. De elektrische en magnetische golven trillen hierbij in onderling loodrechte vlakken. Deze vlakken liggen beiden loodrecht op de voortplantingsrichting van de golven. Een bundel licht bestaat echter niet uit continue straling, maar uit lichtpulsjes, fotonen genoemd. De elektrische (en ook de loodrecht daarop staande magnetische) velden van al die afzonderlijke fotonen liggen bij natuurlijk licht niet allemaal in hetzelfde vlak.
In de natuur komt veel gepolariseerd licht voor. Dit licht, waarvan de golven maar in één enkel vlak trillen, kun je met het blote oog niet onderscheiden van niet-gepolariseerd licht. De helle terugkaatsing van het vol zonlicht op effen oppervlakken zoals water, straatstenen, zand, een witte muur of vensterglas, is meestal gepolariseerd licht. Omdat de hinderlijke weerkaatsing van het zonlicht vaak afkomstig is van horizontale oppervlakken, kan een zonnebril met verticaal polariserend glas die schitteringen afzwakken. Het horizontaal gepolariseerd licht kan immers niet door dit glas, dat alleen verticaal gepolariseerd licht doorlaat.
Waarom multifocale of bifocale glazen?
Als men een bril nodig heeft om op afstand én van dichtbij het beeld te corrigeren, is het mogelijk om brillenglazen te combineren. Het bovenste deel van het glas heeft dan de sterkte om op afstand scherp te zien, het onderste gedeelte wordt gemaakt op leesbrilsterkte. Men spreekt dan van een bifocale bril of een bril met 'leesstukjes' of 'maantjes'. Met een bifocale bril kan men dus op twee afstanden scherp zien, van veraf en van dichtbij.
Soms kan het ook wenselijk of noodzakelijk zijn om alle tussenafstanden scherp te zien. In dat geval kan een multifocale bril de oplossing zijn. Hierbij is er een geleidelijke overgang tussen de verschillende sterktes van het glas. Op alle afstanden kan dan scherp gezien worden door te kijken door het juiste deel van het overgangsgebied.
Een nadeel van multifocale glazen is dat bij opzij kijken door het onderste gedeelte van het glas enige vervorming van het beeld optreedt. Een ander nadeel van bifocale en multifocale glazen is dat tijdens het lopen de vloer of de trap wazig is. Daarbij kijkt u immers door het leesbrilgedeelte. De meeste mensen wennen echter snel aan bi- en multifocale glazen. Voor mensen die slecht te been zijn of last hebben van evenwichtsstoornissen is een gecombineerde bril niet altijd aan te raden.
Waarom worden brillenglazen ontspiegeld?
Op grond van het verschil in brekingsindex tussen lucht en glas ontstaan op een brillenglas reflecties, die nadelig zijn voor de brildrager.
Nadelen van niet-ontspiegelde brillenglazen:
- Licht dat van achteren op een brillenglas valt, wordt in het oog van de brildrager weerkaatst. Deze neemt daardoor storende reflectiebeelden en lichtsluiers van objecten waar die zich achter hem bevinden.
- Licht dat van voren op een brillenglas valt, wordt binnenin het glas meerdere malen gereflecteerd. Door al deze storende reflectiebeelden en lichtsluiers zien we minder goed. Zij verminderen het contrast en kunnen zelfs de informatie vervalsen. Vooral bij het autorijden in het donker en in de regen is dit zeer hinderlijk.
Voordelen van ontspiegelde brillenglazen:
- Storende reflectiebeelden en beeldsluiers worden sterk verminderd.
- Een vrije blik op de ogen van de brildrager is mogelijk. De bril ziet er mooier uit.
- De lichtdoorlaatbaarheid van het brillenglas is hoger. De omgeving wordt door de brildrager helderder en duidelijker waargenomen.
Wanneer moet je zeker een zonnebril dragen?
Je ogen lopen meer risico op een beschadiging door fel zonlicht wanneer:
- je buitensporten beoefent
- je veel werkzaamheden buiten of met kunstmatige felle lichtbronnen verricht
- je in een helder, zonnig klimaat verblijft
- je een cataractoperatie hebt ondergaan
- je geneesmiddelen neemt die uw ogen lichtgevoelig maken (bvb antibiotica, middelen tegen hoge bloeddruk, kalmerende middelen, orale anticonceptiemiddelen)
- je contactlenzen draagt
Welke glazen, welke kleur?
GROEN: reduceert het zichtbare licht zonder de helderheid aan te tasten.
GRIJS: geeft een excellente waarneming van kleuren.
GEEL: verhoogt het contrast op nevelige en mistige dagen.
BRUIN: verhoogt het contrast bij nevel en matige zon.
ORANJE/ROOD: geeft meer contrast dan geel en is optimaal op betrokken dagen; de meest efficiënte kleur bij nevel; biedt het hoogste contrast bij weinig licht en is een efficiënte filter voor blauw licht.
