Mit Polarisationsfiltern, kurz „Polfiltern“ lassen sich Reflexe (Spiegelungen) auf beobachteten Objekten mehr oder weniger stark reduzieren, aber auch (bei geeigneter Verdrehung) bis zur fast doppelten Intensität verstärken, wenn das reflektierte Licht ganz oder wenigstens teilweise linear polarisiert ist. Solches Licht liegt nur unter folgenden Voraussetzungen vor, die BEIDE ZUGLEICH erfüllt sein müssen:
1. Die spiegelnde Oberfläche darf nicht elektrisch leitfähig sein. Oft wird gesagt, es dürfe keine metallische Oberfläche sein, aber das stimmt nicht, denn einzig entscheidend ist die elektrische Leitfähigkeit. Beispielsweise ist Kohlenstoff kein Metall, aber elektrisch leitfähig, und daher werden Spiegelungen auf Kohle NICHT polarisiert und können daher vom Polfilter nicht abgeschwächt werden. Andererseits ist Aluminium ein Metall, doch sind Aluminiumfassaden oberflächlich entweder schon herstellerseits mit einer elektrisch nichtleitenden Schutzschicht versehen (eloxiert) oder werden durch Kohlendioxid der Luft in Verbindung mit Wasser (Luftfeuchtigkeit, Regen), die zusammen Kohlensäure ergeben, sowie durch den Luftsauerstoff mit einer hauchdünnen Carbonat- bzw. Oxidschicht überzogen, die beide elektrisch nichtleitend sind. Also können Reflexe auf solchen Aluminiumflächen mit Polfiltern abgeschwächt werden. Von Wasser nimmt der Laie an, daß es wohl elektrisch leitfähig sei, weil man nicht in der Badewanne mit elektrischen Geräten (z.B. einem Haartrockner) hantieren soll, doch für die Polarisationswirkung ist die elektrische Leitfähigkeit des Wassers, auch wenn es salziges und damit besser leitfähiges Meerwasser ist, noch viel zu schwach. Auf Wasseroberflächen wird Licht also ausreichend stark polarisiert, um mit Polfiltern geschwächt werden zu können.
2. Das Licht muß schräg auf die Oberfläche einfallen, weil der Polarisationsgrad bei senkrechtem Einfall 0 (null) beträgt, mit zunehmendem Einfallswinkel bis zu einem ganz bestimmten Winkel, dem sog. Brewsterschen Winkel, bei dem der reflektierte Strahl rechtwinklich zum gebrochenen Strahl verläuft, bis auf 1 (= 100%) zu- und bei weiterem Anwachsen des Einfallswinkels, also noch „flacher“ werdendem Lichteinfall, wieder bis auf 0 (null) abnimmt.
Es muß sich also sowohl um eine elektrisch nicht gut leitende Oberfläche handeln als auch der Lichteinfall schräg sein.
Nun zu Ihrem Problem der Reflexe auf Wasseroberflächen:
Der Brewstersche Winkel von Wasser, der sich aus der Brechzahl des Wassers (ny = ca. 1,333 bei 20°C) berechnen läßt, beträgt arc tan 1,333 = ca. 53,1°. Das von einer Wasseroberfläche schräg reflektierte Licht ist also maximal polarisiert, wenn das Licht unter ca. 53,1° (der Einfallswinkel ist nicht der Winkel zur Oberfläche, sondern zur dazu Senkrechten!), also etwa flacher als unter einem 45° Winkel ein- und ausfällt. Man könnte jetzt vermuten, daß dann ein Polfilter nur hilfreich wäre, wenn man ziemlich schräg nach unten, also von einem sehr erhöhten Standort aus auf die Wasseroberfläche schaute. Aber glücklicherweise stimmt das nicht: Wenn Sie sehr flach über eine Wasseroberfläche schauen, ist zwar des Winkel zwischen Blickrichtung und Wasserspiegel (= der als ideal eben gedachten Wasseroberfläche) sehr klein, somit vermeintlich der Lichtausfallswinkel (der zur Senkrechten auf der Oberfläche gemessen wird) nahezu 90° und damit kaum polarisationsfähig. Aber wenn die Sonne nicht ebenfalls ganz flach aufs Wasser scheint, weil sie nur ganz knapp über dem Horizont steht, sondern wenn sie sich noch in größerer Höhe befindet, dann wird ihr Licht ja nicht von den horizontalen Wasserflächen ins Auge des Betrachters gespiegelt, sondern von denjenigen schräg stehenden Flächen der Wellen auf dem Wasser, die gerade eben etwa den halben Neigungswinkel wie die einfallenden Sonnenstrahlen haben. Steht die Sonne also z.B. jetzt im Sommer um die Mittagszeit in Deutschland knapp über 60° hoch am Himmel und schaut der Betrachter ganz flach übers Wasser, dann kann das Sonnenlicht nur von denjenigen Stellen der Wasseroberfläche ins Auge des Beobachters reflektiert werden, die an den „Hängen“ der Wellenberge gerade etwa 30° stark geneigt sind. Der Winkel zwischen Sonenstrahl und Wasseroberfläche ist dort somit auch ca. 30°, der zum Lot auf der Fläche zu messende Einfallswinkel mithin 90°-30° = 60°, und das ist erfreulicherweise nicht sehr weit vom Idealwinkel 53,1° weg. Der Polarisationsgrad ist also noch relativ hoch.
Sie können deshalb bei sehr hohem Sonnenstand mit Polfiltern vor den Objektiven (oder auch hinter den Okularen) bei geeigneter Drehung die Reflexe sehr stark schwächen, um ein Vielfaches stärker, als die etwas über 50% schluckenden Polfilter das übrige Licht schwächen, und somit werden die Reflexe relativ zum übrigen Licht dunkler und blenden viel weniger.
Steht die Sonne tiefer, werden die Verhältnisse allerdings ungünstiger, weil dann der Einfallswinkel, unter dem die Reflexion ins Auge erfolgt, immer größer wird und bei Sonnenuntergang schließlich fast 90° beträgt (bitte beachten Sie: 90° Lichteinfallswinkel = horizontaler, also ganz flacher Lichteinfall!).
Es spricht, solange Ihre Beobachtungen am Wasser nicht erst in den Abendstunden bei tiefem Sonnenstand erfolgen, nichts gegen die Verwendung von Polfiltern zur Reflexminderung.
Walter E. Schön
