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Kaleidoskop
Glas im Alltag
Glas ist in unseren Leben allgegenwärtig. Wir finden es in vielen Gegenständen; manchmal ist es so diskret, dass wir es gar nicht bemerken. Glas ist die einzige feste mineralische Substanz, die unabhängig von ihrer Grösse und Form ihre Eigenschaften behält.Transparent, hart (nur Diamant kann es zerkratzen), bruchfest, unverderblich, wasserdicht, nicht brennbar und nicht explosiv: Glas ist ein ideales Material für viele Anwendungen, und es gibt sicher noch mehr zu entdecken!
Trinkglas
Das Wort Glas bezieht sich natürlich auf das Material, bezeichnet aber gleichzeitig den aus diesem Material hergestellten Behälter, der zum Trinken verwendet wird. Trotz dieser in vielen Sprachen verbreiteten Doppelbedeutung ist die Verwendung von Glasbehältern erst seit dem 19. Jahrhundert üblich, sowohl bei Tisch als auch zur Konservierung von Lebensmitteln.
Ein Trinkbecher ist ein Glas ohne Stil. Man sagt, dass Stielgläser geschaffen wurden, um zu verhindern dass die ausschenkende Person ein Gift beimischt: Da es üblich ist, Gläser am Stiel zu halten, bleibt der Blick auf die Flüssigkeit ungetrübt und Hände kommen nie in ihre Nähe. Feinschmecker versichern jedoch, dass das Stielglas dazu dient, den Wein bei idealer Temperatur zu geniessen. Form, Fassungsvermögen und Anpassung je nach Verwendung oder Inhalt: Trinkgläser sind vielfältig.
Brillengläser
Eine Brille besteht aus einem Gestell, an dem Korrekturgläser befestigt sind (konvergente Gläser für Alterssichtige und Weitsichtige oder divergente Gläser für Kurzsichtige).
Die Mönche des Mittelalters benutzten den «Lesestein», eine Lupe aus Bergkristall. Alhazen, ein in Basra im heutigen Irak geborener Physiker, legte um das Jahr 1000 die Grundlagen der Optik. In Venedig trug man im 13. Jahrhundert sogenannte «Nietenbrillen» (Brillen ohne Bügel, die man auf der Nase festklemmte). Der Bedarf an Brillen wächst mit der Erfindung des Buchdrucks, und die ersten gefassten Brillengläser erscheinen im 18. Jahrhundert in Paris. Bis ins 19. Jahrhundert wurden runde Gläser getragen; in dieser Zeit erschienen ovale, kleinere und hochwertigere Gläser, und in England wurden das Bifokalglas erfunden.
Die Mode hat den Bereich der Brillen erst Mitte der 1950er Jahre für sich entdeckt. Heute floriert der Markt für Optik, mit Angeboten wie gehärteten, verdünnten, entspiegelten, schmutz- oder kondensationsresistenten Linsen. Heutige Brillengläser bestehen aus organischen Materialien, Siliciumdioxid (z.B. Quarzglas) wird kaum mehr verwendet. Aufgrund neuer Technologien entstehen Brillengläser mit Augmented-Reality Funktionen oder integrierten Kameras.
Spiegel
Ein Spiegel, der ein getreues Abbild wiedergibt – indem er einfallende Lichtwellen in die richtige Richtung reflektiert – muss eine perfekt polierte Oberfläche besitzen: Eine Glasplatte schützt daher die dünne Metallschicht des Spiegels vor Oxidation.
Die ersten Spiegel bestanden aus poliertem Stein, dann aus Metall. Um die Oxidation des Metalls zu verhindern, begann man es mit einer schützenden Schicht Glas zu belegen. Das Metall wurde später durch eine Legierung aus Zinn und Quecksilber ersetzt.
Im Brüder Grimm Märchen «Schneewittchen» ist der Spiegel der Königin unfähig zu lügen: Er ist ein Symbol der Wahrheit. Es ist der Spiegel, der die Königin lehrt, dass Schneewittchen noch lebt und dass ihre Schönheit alles andere übertrifft.
Lewis Carroll schrieb eine Fortsetzung zu den Abenteuern von Alice im Wunderland mit dem Titel «Alice hinter den Spiegeln», in der ein Spiegel in Alices Wohnzimmer mit einer Tür verbunden ist, die in eine andere Welt führt. Alice geht durch den Spiegel in eine andere Welt, in der alles umgekehrt ist: Man muss sehr schnell rennen, um an Ort und Stelle zu bleiben, sich wegbewegen, um ein Objekt zu erreichen, und auch die Zeit steht Kopf.
Glühbirne
Die Hülle der Glühbirne – des gesamten Systems, das aus Energie, Glühfaden und Drähten Licht erzeugt – besteht aus Glas. Ohne dieses Glas käme der erhitzte Glühfaden mit Sauerstoff in Kontakt und würde sofort verbrennen: Das Glas isoliert die gesamte Vorrichtung.
Der umtriebige Ingenieur, geniale Erfinder und Unternehmer Thomas Edison (1847-1931) entdeckte, wie man einen Glühdraht in einer hermetisch abgeschirmten Glasbirne, der die Luft entzogen wird, einschließen und somit elektrisches Licht erzeugen kann. Er ließ seine Erfindung 1879 patentieren
Thomas Edison ist übrigens auch der Erfinder des elektrischen Stuhls!
Fensterglas
Heutige Fensterverglasung besteht meistens aus «Floatglas»: Das flüssige Rohglas wird aus dem Often auf ein Bad aus geschmolzenem Zinn gegossen, auf dessen Oberfläche es ein schwimmendes Band bildet. Das so entstandene Glas extrem glatt und vollkommen flach.
Vor der Verwendung von Glas wurden die Fenster mit Pergament, geöltem Tuch oder seltener auch Glimmer (einem Mineralgestein) verschlossen, um den Lichteinfall zu ermöglichen. Ansonsten wurden die Öffnungen der Häuser durch hölzerne Fensterläden oder Heuballen versperrt.
Aquarium
Bei der Einrichtung eines Aquariums muss eine sehr genaue Volumenberechnung durchgeführt werden, um die Dicke der Glasscheibe aus der das Becken besteht zu bestimmen. Das Wasser übt einen ständigen Druck auf das Glas aus; diese Spannung nimmt mit der Tiefe zu. Die Außenfläche muss auch jeder Beschädigung widerstehen, damit nicht die gesamte Platte bricht. Das Glas muss daher ausreichend dick und fest sein.
Rückspiegel
Der Rückspiegel ist an einem Fahrzeug befestigt und ermöglicht es dem Fahrer, das Geschehen hinter sich zu sehen. Ray Harroun gilt als der erste Fahrer, der 1911 beim 500-Meilen-Rennen von Indianapolis von einem Rückspiegel profitierte; er gewann das Rennen. Das System wurde danach in den Vereinigten Staaten patentiert.
Murmeln
Spielmurmeln sind kleine, feste Glaskugeln. Ihre Mitte ist mit einem oder mehreren farbigen Streifen verziert, die durch das Glas sichtbar sind. Es gibt auch undurchsichtige Glasperlen. Sie können industriell hergestellt werden: Am Ausgang des Ofens schneidet eine Schere den Fluss der Schmelzmasse aus mehreren gemischten Farben; diese kleinen Segmente fallen in bewegliche Zylinder, die sie formen und bis zum Erkalten am Verkleben hindern. Die komplexeren Kugeln werden von Hand gefertigt.
Je nach ihrer Gestaltung aber vor allem ihrer Grösse, die von 1,5 bis 7 cm Durchmesser variieren kann, haben Murmeln unterschiedliche Namen. Diese Namen sind von Land zu Land verschieden. Die grosse Murmel, der «Boulard», ist in jeder Sammlung unverzichtbar, auch wenn sie nur selten zum Spielen verwendet wird.
Das Murmelspiel ist seit 2012 im Inventar des immateriellen Kulturerbes Frankreichs aufgeführt.
Jedes Land, oder sogar jede Region, hat seine eigenen Regeln. Weit verbreitet sind zum Beispiel die Pichenette, die Spitze, die Zange oder der Topf. In Freiburg spielt man Poletz, nicht Murmeln. Dies ist ein Ausdruck in Bolze, dem Dialekt, der in der Unterstadt gesprochen wird, eine charmante Mischung aus Schweizerdeutsch und Französisch
Kaleidoskop
Ein Kaleidoskop ist eine Vorrichtung bestehend aus einer Röhre, die mehrere Spiegel enthält. Deren Anordnung ermöglicht es, dass in die Röhre eingelegte farbige Glasfragmente in Bewegung verschiedene Muster erzeugen. Die Muster ändern sich mit jeder Bewegung eines Elements des Systems. Auf diese Weise reflektiert das Instrument unendlich viele Farben des frontal einfallenden Lichts. Ein Kaleidoskop kann verschiedene Formen annehmen, vom handgehaltenen Spielzeug bis zur großformatigen Installation.
Es war der schottische Physiker David Brewster, der 1816 das Kaleidoskop erfand, als er Experimente zur Polarisation von Lichtschwingungen durchführte. Er nannte es ein «wissenschaftliches Spielzeug».
Aus einer bestimmten Anzahl von Elementen, die in einem geschlossenen Raum platziert werden, eröffnet sich im Kaleidoskop eine unendliche oder unbestimmte Anzahl von Kombinationen: Es inspirierte Schriftsteller und Philosophen, unter anderem als Symbol für den Akt der Schöpfung.
Im Griechischen bedeutet kalos schön, eidos Erscheinung und skopein anschauen. Das Kaleidoskop erzeugt schöne Bilder zum Anschauen! Es wird manchmal behauptet, dass geometrische Formen eine beruhigende Wirkung auf den Betrachter haben.
Bildlich gesprochen ist ein Kaleidoskop eine schnelle Abfolge verschiedener Wahrnehmungen oder Eindrücke. Der Begriff wird daher auch häufig als Namensgebung verwendet, z.B. für kreative Unternehmen oder als Songtitel.
Teleskop
Das Teleskop ist ein optisches Instrument für astronomische Beobachtungen. Das Bild entsteht durch Brechung (Reflexion) durch eine in das Glas geschnittene Linse (oder eine Kombination von Linsen).
Mit dem Teleskop kann man ferne Objekte verfolgen, die sich langsam bewegen. Zusätzlich zum Objektiv umfasst das Fernrohr ein Okular, eine Art raffinierte Lupe. Das erste Teleskop wurde 1608 in Holland entworfen. Es wird vermutet, dass frühe Fernrohrlinsen bereits um 1590 in Gebrauch waren.
Mikroskop
Das Mikroskop ist ein Instrument zur Beobachtung von Objekten, die mit dem blossen Auge nicht sichtbar sind. Es besteht aus einem Rohr, das mit einem Linsensystem ausgestattet ist und auf ein beleuchtetes, transparent erscheinendes Objekt gerichtet wird. Das Objektiv und das Okular eines Mikroskops sind hochwertige optische Gläser. Im 16. Jahrhundert schuf ein niederländischer Brillenhersteller das erste Mikroskop, indem er zwei Brillengläser in Schieberohren übereinanderlegte. Das Mikroskop ermöglichte es Pasteur, die Mikroben zu beobachteten, die für ansteckende Krankheiten verantwortlich sind, und Flemming entdeckte das erste Antibiotikum.
Mobiltelefon
Jeder, der sein Mobiltelefon schon einmal gewaltsam fallen gelassen hat, weiss dass der Bildschirm aus leicht blau gefärbtem Glas besteht. Glas ist ein wichtiger Bestandteil der Monitorplatte aller Touchscreens, unabhängig von der verwendeten Technologie.
Schmuck
Flammglas, Muranoglas, thermogeformtes, emailliertes, sandgestrahltes, gegossenes und geblasenes Glas: Glas in all seinen vielfältigen Formen wird zu Perlen, Halsketten, Armbändern, Ringen, Anhängern, Ohrringen oder Anhängern verarbeitet.
Solarenergie
Photovolatische Solarmodule absorbieren Sonnenlicht und wandeln es direkt in elektrische Energie um. Silikonbasierte Solarzellen werden auf einen Aluminiumrahmen montiert und mit Glas abgedeckt (in der Regel wird gehärtetes Glas verwendet). Das Glas schützt das System vor aggressiven atmosphärischen Bedingungen und gewährleistet eine optimale Lichtdurchlässigkeit. Eine photovoltaische Zelle ist ein elektronisches Bauelement, das bei Lichteinwirkung durch den photovoltaischen Effekt Strom erzeugt (Quelle: Wikipedia).
Thermometer
Ein Gerät zur Bestimmung und Anzeige der Temperatur. Ein Ausdehnungsthermometer basiert auf der Messung der thermischen Ausdehnung oder Kontraktion einer in einem skalierten Glaskolben enthaltenen Substanz. Es wird unter anderem in der Medizin, Meteorologie, Küche und Industrie eingesetzt.
Das Thermometer wurde im 16. und 17. Jahrhundert entwickelt. Es war Galileo, der als erster feststellte, dass sich die Luft je nach Temperatur ausdehnt oder zusammenzieht. Einige Jahre später erschienen Thermometer mit Flüssigkeiten wie Wasser, Alkohol und später Quecksilber. Da letzteres ein giftiges Element ist, wird es heute in der Regel durch organische Flüssigkeiten ersetzt.
Glasauge
Krankheit, Trauma (wie z.B. eine Stichwunde), Verätzung oder chronische Entzündung können die vollständige oder teilweise Entfernung eines Auges erfordern. Eine Augenprothese – ein «Glasauge» - – füllt die leere Augenhöhle aus und sorgt für Ästhetik und Komfort.
Ein Okularist, ein Glasbläser mit gründlichen Kenntnissen der Anatomie, führt diese Präzisionsarbeit von Hand und nach Mass durch: Er gibt die Form und Farbe des Weiss des Auges, der Blutgefäße und die Farbe der Iris wieder. Die Prothese wird an den Augenhöhlenmuskel angepasst. Tränen und Staub können sie mit der Zeit abnutzen.
Man weiss dass Augen aus Edelsteinen bereits auf die Gesichter der Toten im alten Ägypten gelegt wurden. Mit Amboise Paré erscheinen im 16. Jahrhundert die ersten Prothesen, teuer und schwer. Um 1600 waren Glasaugen bereits verbreitet, denn sie erscheinen in Shakespeares King Lear («Get thee glass eyes»). Heute werden auch Polymerprothesen hergestellt.
Laborgeräte
Chemiker und Biologen verwenden ihren Labors viele Geräte, Instrumente und Gefässe aus Glas für Experimente. Dies wird als «Glasgerät» bezeichnet – manchmal auch als Sammelbegriff für Laborgeräte, die nicht immer aus Glas bestehen. Die Behälter müssen unter anderem Hitze, Aufprall, aggressiver Wirkung der verwendeten Materialien, oder Strahlung widerstehen. Glas ist eines der Materialien, das diese Kriterien am besten erfüllt. Gewöhnliches Glas (Kalk-Natron-Glas) wird für einige Instrumente verwendet; Borosilikatglas ist am bedeutendsten denn es widersteht höheren Temperaturen und ist widerstandsfähiger gegen thermische und mechanische Einwirkung, es wird besonders für Versuchsanordnungen verwendet. Große Versuchslabors haben ihre eigenen Glasbläser, die die von den Wissenschaftlern benötigten Objekte entwerfen und herstellen.
Tropftrichter, Pipette, Becherglas, Kristallisierschale, Trichter, Erlenmeyerkolben, Kugelkühler, Reagenzglas, Abdampfschale, Messkolben, Ampulle, Bürette, Schliffstopfen, Petrischale, Retorte, Exsikkator, Zentrifugenglas: Die Einsatzmöglichkeiten von Glas in Laboratorien sind unendlich.
Glasfaser
Bei Glasfaser handelt es sich um einen lange dünnen Fäden aus Glas, die bei der Herstellung aus einer Glasschmelze gezogen und zu verschiedenen Endprodukten weiterverarbeitet werden. Glasfasern sind alterungs- und witterungsbeständig, chemisch resistent, leicht und unbrennbar. Ihre Eigenschaft als Lichtleiter wird für viele technische Anwendungen, insbesondere in der Datenübertragung, genutzt. Als Baustoff werden sie hauptsächlich zur Verstärkung von Beton oder Polymer verwendet, haben aber auch viele andere Anwendungen im täglichen Leben: Isolierung (Glaswolle), Optik (Endoskopie, Telekommunikation), Transport (Flugzeuge, Hochgeschwindigkeitszüge, Stoßstangen), Elektrizität und Elektronik, Sport (Skier, Sportstöcke).
Die Glaswolle ist eine aus Agglomeration von Glasfasern gewonnene Mineralwolle von weicher Konsistenz. Sie hat aussergewöhnliche wärme- und schalldämmende Eigenschaften, ist feuerbeständig und wird daher oft zum Brandschutz eingesetzt. Das Unternehmen Isover de Lucens (Teil der Saint-Gobain-Gruppe) produziert jährlich mehr als 30.000 Tonnen Glaswolle und ist damit führend in diesem Material.
Es ist möglich, richtige Textilien aus Glasfasern herzustellen. Die ersten wurden auf der Ausstellung der Produkte der französischen Industrie im Jahre 1844 präsentiert!
Lichtwellenleiter
Lichtwellenleiter sind konfektionierte Kabel und Leitungen zur Übertragung von Licht, deren lichtführender Kern aus Glas oder Kunststoff (polymere optische Faser) besteht. Der Kern ist von einem mehrschichtigen Schutzmantel umgeben. Die Signalübertragung wird durch die Intensität der Ausbreitung und Länge des Lichtweges bestimmt. Glasfasern werden hauptsächlich für die Übertragung von digitalen Daten verwendet, da sie einen schnelleren Informationsfluss ermöglichen und daher eine enorme Menge an Informationen über sehr große Entfernungen übertragen. Glasfasern sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen und extrem stabil.
Das Prinzip der optischen Leitung geht auf den Beginn des 20. Jahrhunderts zurück, als sich Wissenschaftler und Techniker weltweit die Möglichkeiten, Lichtsignale durch verschiedene Medien zu übertragen, erforschten. Ab 1950 wurde das Glasfasermikroskop zur Übertragung von Bildern im Bereich der Medizin verwendet. Im Jahr 1970 entwickelte die amerikanische Firma Corning Glass Works einen Lichtwellenleiter der für die Telekommunikation verwendbar war und revolutionierte damit den Bereich. Bereits 1977 wurde das Zentrum von Chicago mit einem optischen Telefonkommunikationssystem ausgestattet.
Lichtwellenleiter werden auch für medizinische Bildgebung, zur Beleuchtung und als thermische Sensoren verwendet.
Glas im Weltraum
Glas ist eines der wichtigsten Materialien für die Luft- und Raumfahrt. Cockpitfenster für Flugzeuge und Hubschrauber sollen Pilot und Passagiere schützen, gleichzeitig möglichst aerodynamisch sein und eine ungehinderte Sicht ermöglichen. Das Glasunternehmen Saint-Gobain ist der Lieferant des Airbus A380 und A350.
Glas wird auch für bestimmte feuerfeste Komponenten (Fasern) und für die Gehäuse von Messgeräten verwendet.
Panzerglas
Panzerglas ist eine umgangssprachliche Bezeichnung für ein spezielles Verbund-Sicherheitsglas. Es besteht aus zwei oder mehr Flachglasscheiben, die durch Zwischenschichten aus reissfester und zähelastischer Kunststofffolie miteinander verbunden sind.
Verbund-Sicherheitsglas ist konzipiert um Schlag-, Beschuss- und Sprengauswirkungen zu wiederstehen und wird deshalb zum Schutz vor Vandalismus, Einbrüchen oder Explosionen eingesetzt. Panzerglas ist durchschlaghemmend, es reagiert z.B. auf explosive Einwirkungen ohne zu zersplittern und mindert somit die Verletzungsgefahr.
Pazerglas ist nicht zu verwechseln mit PanzerGlass, ein eingetragenes Warenzeichen einer speziell gehärteten, ultraklaren, kratzfesten, sehr dünnen, öl- und fettabweisenden Glasschutzfolie für Bildschirme, die u.a. Fingerabdrücke verhindert.
Plexiglas
Plexiglas ist ein umgangssprachlich verbreiteter Markenname für Acrylglas, ein polymerer, harter, transparenter und unzerbrechlicher Kunststoff. Dieser wurde 1902 von einem deutschen Chemiker entdeckt; der Name Plexiglas wurde 1933 als Marke registriert.
Plexiglas kann in viele Farben und Formen hergestellt werden. Es wird manchmal als Ersatz für Sicherheitsglas verwendet, da es neben seinen Eigenschaften als Lichtleiter ein geringes Gewicht, niedrige Kosten und eine hohe Kratzfestigkeit aufweist. Selbst bei großer Dicke behält es seine Transparenz bei und vergilbt nicht. Im Freien platziert neigt das Material jedoch dazu, zu verhärten und zu reissen.
Seine Verwendungen sind vielfältig: die Luftfahrtindustrie (Nasen amerikanischer Bomber, Bullaugen), Linsen von U-Boot-Periskopen, Helme von Apollo-Astronauten, medizinische Prothesen, Computerindustrie, Telekommunikation (Glasfaseroptik), Vitrinen, verschiedene Gegenstände.
Im Bereich der Kunst wird es seit dem Aufkommen der Pop Art in den 1960er Jahren häufig als Teil von Installationen sowie für Designmöbel verwendet.
Der aktuelle Stand der Forschung weist darauf hin, dass Polycarbonat (das z.B. schon für CDs oder Solaranlagen eingesetzt wird) noch interessantere Eigenschaften als Plexiglas hat: Neben seiner Härte und Widerstandsfähigkeit ist es sehr formbar.
Radioaktive Abfälle und Glas
Gewisse Gläser (die Borosilikate: Silizium, Bor und Aluminium) können mehrere tausend Jahre lang intakt bleiben. Darüber hinaus haben sie die Fähigkeit, Strahlung zu absorbieren. Glas ist eine sogenanntes amorphes Material (eine Substanz, deren Moleküle oder Atome keine kristallinen Strukturen, sondern unregelmässige Muster bilden). Wenn radioaktives Material zerfällt, werden die Atome im Glas ungeordnet, aber da das Glas von vornherein nicht geordnet ist, gibt es praktisch keinen Unterschied: Es bleibt ungeordnet!
Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich Borosilikatglas zur Lagerung empfindlicher Materialien, wie z.B. die Abfallprodukte der Kernspaltung. Dies wird als «Verglasung» von radioaktiven Abfällen bezeichnet: Das flüssige radioaktive Material wird und mit Glaspartikeln und in einem Ofen zu einem festen Glasblock verschmolzen. Diese in Edelstahlbehälter abgefüllten Glasblöcke nennt man «Glaskokillen». Dieses Verfahren verbreitet sich auch in der Schweiz: In Würenlingen (AG) werden schwach radioaktive Abfälle bereits in einer Glasmasse gelagert, die verbrannt, eingeschmolzen und anschliessend verfestigt wird.
High-Tech Glas
Einige Beispiele für die Verwendung von Glas:
In der Optik: Behandlung zur Entspiegelung von Brillengläsern oder Museumsglas, Härtungsbelag für Linsen.
Hausbau und Raumgestaltung: Kratzfeste Arbeitsplatten oder Ablageflächen in Küche oder Badezimmer, Beleuchtung, Türen, Geländer, Treppen, Säulen, Dusch- und Saunawände, Pergolen, Dächer, Wintergärten, Gewächshäuser, Bildschirme, Möbel, Böden, Fassaden, Trennwände.
Photonik: Zweig der Physik, der die Grundlagen und Anwendungen der Erzeugung, Übertragung, Verarbeitung oder Umwandlung von optischen Signalen (Photonen) untersucht.
Die Liste der hier aufgeführten Anwendungen ist bei weitem nicht komplett, denn es wird zu recht gesagt: «mit Glas ist alles möglich».