Zum Schutz der Augen vor grellem Sonnenlicht und der Einwirkung von ultravioletten Strahlen, werden Sonnenbrillen eingesetzt. Die, für das menschliche Auge unsichtbaren, UV-Strahlen der Sonne können das Auge extrem reizen und sogar nachhaltig schädigen. Grauer Star und Erblindung sind die möglichen Folgen. Für den optimalen UV-Schutz sollten alle Wellenlängen unterhalb 400 nm geblockt werden. Um das helle, sichtbare Licht zu dämpfen, sind Sonnenbrillen in der Regel, aus getöntem Glas gefertigt.
Es sind zudem auch Brillen verfügbar, deren Glas klar ist. Erst bei Einfall von UV-Licht ändert sich die Farbe. Die Farbpallette reicht von diversen Braun- bis hin zu Grautönen. Die Verfärbung geht bei Lichteinfall sehr rasch von Statten, damit der Schutz der Augen sofort gewährleistet ist. In dem verwendeten, so genannten phototropen, Glas sind silberhalogenidhaltiger Ausscheidungen eingelagert. Durch eine reversible Transformation verändert sich die Farbe des Glases. Dies nennt man Phototropie.
Die Brillengläser werden wieder klar, wenn der Lichteinfall abnimmt. Dieser Vorgang dauert allerdings länger, als die Verdunkelung.
Dieser Unterschied resultiert aus einem Gleichgewicht, das sich aus zwei gegenläufigen Reaktionen herstellt. Beschleunigt werden kann dieser Vorgang durch Einwirkung von Wärme. Das Glas kann also durch warmes Wasser oder einen warmen Luftstrahl schneller wieder in den klaren Zustand gebracht werden.
Die Verdunkelung der Brillengläser beruht auf einer so genannten Reaktion nullter Ordnung. Dies bedeutet, dass eine Molekülumwandlung statt findet, die durch jedes einfallende, in der Wellenlänge geeignete Lichtquant bedingt ist.
Der gegensätzliche Vorgang beruht wiederum auf einer Reaktion erster Ordnung, die von der Temperatur abhängig ist. Diese Reaktion läuft nach einer E-Funktion ab. Dies bedeutet, dass gleiche Anteile in gleicher Zeit reagieren.
Automatische Sonnenbrillen sind nur bedingt für das Autofahren zu empfehlen. In einem geschlossenen PKW werden die ultravioletten Strahlen schon von den getönten Autoscheiben absorbiert. Von daher stellt sich der Verdunkelungseffekt nicht ein. In einem Cabrio hingegen, ist der Brillenträger den UV-Strahlen direkt ausgesetzt. Wenn bei der Autofahrt die Lichtverhältnisse schnell wechseln, zum Beispiel bei der Einfahrt in einen Tunnel, Unterführung oder ähnlich, weicht die Verdunkelung im Glas nicht schnell genug zurück und die Sicht des Autofahrers ist dadurch behindert. Dies kann zu gefährlichen Situationen führen. Die Entscheidung für ein geeignetes Modell ist immer also von der Art des Einsatzes abhängig zu machen.
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Sonnenbrillen sind ein gern getragenes Modeaccessoire – hinter ihnen steckt allerdings ein größerer Sinn als das sommerliche Aussehen bei warmem Wetter. Ihren Ursprung haben sie im Schutz der Augen. Starke, ständige Sonnenlichteinstrahlung kann zu schwerwiegenden Erkrankungen führen: Erste Anzeichen sind gereizte Augen, schlimmstenfalls entwickelt sich ein Grauer Star. Sonnenbrillen wurden bei ihrer Entwicklung mit einer Reihe von Schutzfunktionen ausgestattet, durch die sie die empfindlichen Augen schützen – dass sie gern getragen werden, ist ein positiver Nebeneffekt.
Einen ersten Schutzfaktor bietet das Brillengestell. Es sollte so konzipiert sein, dass es möglichst wenig Platz zwischen dem Gesicht des Trägers und der Außenluft lässt – andernfalls würde es Streulicht an die Augen gelangen lassen. Streulicht sind Strahlen, die seitlich, von oben oder von unten einfallen und das Auge trotz der Gläser schädigen können. Um möglichst großen Schutz vor Streulicht geben zu können, sollte das Brillengestell eine seitliche Biegung der Gläser erlauben, sodass sie sich an die Gesichtsform anpassen. Breite Bügel bieten Schutz an den Seiten.
Das Sonnenlicht besteht nicht nur aus der Helligkeit, die der Mensch mit bloßem Auge erkennen kann, sondern auch aus ultravioletten Strahlen – kurz: UV-Strahlen. Licht wird anhand seiner Wellenlänge in eine entsprechende Gruppe eingeordnet: Jede Strahlung, deren Wellenlänge unterhalb von 400 nm liegt, gilt in der Regel als UV-Licht. Die ultraviolette Strahlung der Sonne gliedert sich in UV-A, UV-B sowie UV-C. Den optimalen Schutz vor dem schädlichen Licht bilden Gläser, die Licht ab einer niedrigeren Wellenlänge von 400 nm nicht mehr zum Auge durchlassen. Ultraviolettes Licht ist mit bloßem Auge nicht mehr erkennbar: Deswegen ist es wichtig, dass die Gläser auf diese Eigenschaft von speziellen Geräten getestet wurden.
Aus dem Physikunterricht erinnert man sich noch an das Spektrum des Lichts: Die Farben rot, orange, gelb, grün, blau und violett ergeben zusammen das weiße, sichtbare Licht der Sonne. Blau liegt knapp über dem Grenzbereich ins ultraviolette Licht: Es hat eine Wellenlänge von etwa 450 nm und ist für einen Teil des Auges schädlich, der als Makula oder Gelber Fleck bezeichnet wird. Dies ist die Stelle der Netzhaut, an der die meisten Sehsinneszellen liegen. Sie wird durch den Blauanteil des Sonnenlichts geschädigt, was zu einer Verringerung der Sehkraft und schließlich zur Erblindung führen kann. Eine weitere Schutzfunktion der Brillengläser liegt darin, auch blaues Licht zu filtern, sodass nur wenig davon an die empfindliche Stelle der Netzhaut gerät. Im Handel sind solche Brillen bisher kaum erhältlich: Nur wenige Optiker bieten bisher an, die Brille vor dem Kauf auf diese Eigenschaft zu testen.
Je nach Verwendungszweck der Sonnenbrille bietet sie auch weitere Schutzfunktionen. Brillen für den alpinen Bedarf filtern Licht anderer Wellenlängen, wie es im Gebirge vorkommt. Sonnenbrillen für Autofahrer dimmen zwar die Helligkeit, die Straße kann aber trotzdem noch erkannt werden – sie sollten vor dem Kauf individuell getestet werden. Oft stellen sie auch einen mechanischen Schutz dar: Beim Schwimmen können sie zum Beispiel getragen werden, um Wassertropfen vom Auge fernzuhalten.
