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Katzenaugen, engl. cat's eyes, sind kleine zylinderförmige Glaskörper von ca. 10…20 mm Durchmesser mit gewölbter, verspiegelter Rückseite und gewölbter Vorderseite. Ähnlich wie die die Augen einer Katze oder anderer nachtaktiver Tiere reflektieren sie das Licht weitgehend unabhängig von ihrer Orientierung in die Richtung zurück, aus der es kommt. Es handelt sich somit um Retroreflektoren.

Im Deutschen heißen im weiteren Sinne auch flächenhafte Rückstrahler bzw. Retroreflektoren nach dem Prinzip von Tripelspiegel-Arrays „Katzenaugen“.

„Echte“, d.h. rotationssymmetrische Katzenaugen gehen auf eine Erfindung des Engländers Percy Shaw aus dem Jahr 1934 zurück.

Aufbau und Funktion

„Echte“ Katzenaugen

„Echte“ „Katzenaugen“ arbeiten mit rotationssymmetrischen Glaskörpern, die ganz ähnlich wie der Mittelteil eines Auges geformt sind und ebenso funktionieren. Die Rückseite („Netzhaut“) ist verspiegelt und liegt im Brennpunkt der vorderen gekrümmten Fläche, die eine Sammellinse bildet.
Es ist keine große „Netzhaut“fläche bzw. kein so großer „Blickwinkel“ wie bei einem echten Auge erforderlich, daher können die zur Form eines echten Auges fehlenden Randbereiche entfallen.

Flächige Rückstrahler

Ein retroreflektierender Rückstrahler bzw. ein flächiges „Katzenauge“ arbeitet mit vielen kleinen Winkelreflektoren. Dabei werden verspiegelte Vertiefungen in Form einer dreiseitigen Pyramide bzw einer Würfel-Ecke in einem flächigen Array angeordnet.
Die Verspiegelung kann entfallen, wenn man die Strukturierung in die Rückseite einer planen transparenten Platte einbringt (siehe Bild eines Rückstrahlers oben rechts). Dann werfen die pyramidenförmigen Grenzflächen die Strahlen aufgrund von Totalreflexion zurück.
Flächenhafte, totalreflektierende, d.h. unverspiegelte Rückstrahler nach dem Winkelreflektor- bzw. Tripelspiegel-Prinzip bestanden früher aus Glas, heute bestehen sie fast immer aus Kunststoff.

Reflektierende Fahrbahnmarkierungen, Verkehrs- oder Nummernschilder und auch rückreflektierende Kleidungsstücke und Taschen arbeiten jedoch meist mit Reflektorfolien oder entsprechenden Farbpigmenten aus kleinen transparenten Plastekügelchen. Sie werden meist nicht als Katzenaugen bezeichnet.

„Leucht“effekt

Natürliche und künstliche Katzenaugen bzw. Retroreflektoren erscheinen bei Beleuchtung aus der Richtung des Betrachters sehr viel heller als diffus reflektierene Körper. Personen, die eine solche Szenerie aus einem anderen Winkel betrachten, werden keine besondere Leuchtwirkung des Katzenauges erkennen können, da das Licht nur in der Einfallsrichtung zurückgeworfen wird. Für einen Beobachter ohne eigene Lichtquelle erscheint ein Katzenauge nicht heller als die Umgebung.

Einsatzgebiete

Rotationssymmetrische „Katzenaugen“ aus Glas werden noch heute in erhabenen Straßenmarkierungen und Baustellenabsperrungen eingesetzt.

Nur sehr alte Fahrräder haben manchmal noch solche „echten“ Katzenaugen als Rückstrahler.

Rückstrahler nach dem Tripelspiegelprinzip sind oft in die Rücklicht- bzw. Scheinwerfergehäuse von Fahrrädern integriert. Auch die Speichen- und Pedalreflektoren arbeiten nach diesem Prinzip.
Rote Rückstrahler müssen auch an Kraftfahrzeugen und Anhängern angebracht sein. Auch Leitpfosten sind mit Rückstrahlern versehen.

Ebensolche Retroreflektoren werden bei über große Entfernungen arbeitenden Reflexlichtschranken eingesetzt.

Weitere Anwendungen des „Katzenaugen“-Prinzips siehe Retroreflexion, Winkelreflektor und Tripelspiegel.

Weblink

http://physik-verstehen-mit-herz-und-hand.de/index.php?nav=leseprobe

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