Kompendium der Lichtmesstechnik
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Vorwort Licht ist die Grundlage unseres Lebens, es sorgt dafür dass sich Pflanzen und Lebewesen entwickeln, versorgt uns mit Nährstoffen und steigert unsere Lebensqualität. Über 80 % der Informationen aus unserer Umwelt nehmen wir über das Auge auf. Eine gute Beleuchtung verhilft uns dabei zu hohem Sehkomfort, schützt uns vor Ermüdung und gibt uns Sicherheit und Wohlbefinden. Kreative Lichtplanung setzt interessante Akzente im privaten Umfeld, in der Architektur und im öffentlichen Raum. Neue Erkenntnisse über biologisch wirksame Beleuchtung führen zu weiteren positiven Effekten und können...

Helligkeit und Farbe lässt sich das künstliche Licht dem Verlauf des Tageslichts anpassen und steigert so das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit des Menschen. Diese biologische Wirkung des Lichts wird gerade erst richtig erfasst. LEDs haben damit längst den Status der Effektbeleuchtung überschritten und kommen als Displaybeleuchtung, Leuchtanzeigen und Lampen zum Einsatz. Sie sind nicht mehr wegzudenken aus modernen Verkehrsmitteln, Signalanlagen, Straßenlampen, Außen- und Raumbeleuchtungen. Neue Herausforderungen an die Messtechnik Reichte es bei der herkömmlichen Beleuchtungstechnik...

Wenn wir von Licht sprechen, dann meinen wir den Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm aus dem breiten Spektrum elektromagnetischer Strahlung, der als sichtbare Strahlung (VIS) bezeichnet wird und beim Menschen eine Lichtempfindung hervorruft. s für den Menschen sichtbare Spektrum (Lic (1 Tera-Hz) (1 Giga-Hi) (1 Mega-Hz) (1 Kilo-Hz) harte- mittlere- weiche- Ultraviolett Irifrarot- (Täraherte- stfahlung stranlung) Radar UHF|UKW Mittelwelle Hoch- Mittel- Nieder Kurzwelle Langwelle frequenle Wellenlängen und Frequenzen der elektromagnetischen Strahlung (Quelle: Wikimedia Commons - Horst...

Die Wellenlänge λ hängt über die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c = 299.792,458 km/s mit der Frequenz f zusammen. Wellenlänge λ = Lichtgeschwindigkeit c / Frequenz f Üblicherweise werden für die Bezeichnung der sehr kleinen Wellenlängen und der sehr großen Frequenzen nachfolgende SI Vorsätze für die Maßeinheiten verwendet. Das Spektrum, genauer die spektrale Leistungsverteilung, stellt die Strahlungsleistung für eine Wellenlänge oder ein Wellenlängenband dar. Sie gibt Aufschluss über die Farbcharakteristik des Lichts. Man unterscheidet zwischen kontinuierlichen Spektren, bei denen alle...

Spektrale Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges Das menschliche Auge ist für die sichtbare Strahlung je nach Wellenlänge unterschiedlich empfindlich. Die spektralen Hellempfindlichkeitskurven wurden von der internationalen Beleuchtungskommission CIE für das Auge des Normalbeobachters ermittelt und sind auf den Maximalwert von 1 normiert. Die nicht normierten Kurven werden auch als photometrisches Strahlungsäquivalent bezeichnet. Ihre Maximalwerte liegen bei 683 lm/W für Tagsehen und bei 1699 lm/W für Nachtsehen. Beim Tagessehen oder photopischen Sehen ist das Auge helladaptiert...

Grundbegriffe der Lichttechnik Lichtstrom Φ [Lumen, lm] Der Lichtstrom Φ ist das Maß für die Lichtleistung einer Lampe und gibt die gesamte von einer Lichtquelle nach allen Seiten abgegebene Strahlungsleistung, bewertet mit der spektralen Augenempfindlichkeit, wieder. Der Lichtstrom wird mittels Ulbricht Kugel integriert und die Beleuchtungsstärke an der Kugelinnenoberfläche mit einem Beleuchtungsstärkemessgerät oder Spektralphotometer gemessen. Durch Kalibrierung mit einer Normlichtquelle wird die Kugelkonstante bestimmt mit der das Messgerät die Beleuchtungsstärke in Lichtstrom umrechnet....

Lichtausbeute η [Lumen/Watt] Der Quotient aus Lichtstrom Φ und der zu seiner Erzeugung zugeführten elektrischen Leistung P wird als Lichtausbeute η [lm/W] bezeichnet. Sie ist das Maß für die Wirtschaftlichkeit des Leuchtmittels. η=Φ/P Bei Leuchtmitteln die mit Vorschaltgeräten betrieben werden, wie z.B. Entladungslampen oder LEDs, wird häufig die Leistungsaufnahme des gesamten Systems berücksichtigt. Man spricht dann von der Systemlichtausbeute. Häufig wird auch der Lichtstrom der Leuchte angegeben, man spricht dann von der Leuchtenlichtausbeute. Die theoretische Obergrenze der...

Lichtstärke I [Candela, cd] Die Lichtstärke I ist der Lichtstrom Φ pro Raumwinkel Ω und gibt die Intensität des Lichtstromes wieder der in eine bestimmte Richtung abgestrahlt wird. In der Regel strahlen Lichtquellen ihren Lichtstrom in verschiedene Richtungen unterschiedlich stark aus. I=Φ/Ω Lichtstärkeverteilungskurve Die Lichtstärkeverteilungskurve beschreibt die lichttechnische Eigenschaft einer Lichtquelle. Sie wird häufig im C-Ebenen System dargestellt, wobei 0° senkrecht unter der Lichtquelle ist. Die Ebene C0C180 ist quer und die Ebene C90-C270 ist entlang zur Leuchte ausgerichtet....

Beispiele: Eine Lampe strahlt gleichmäßig mit einem Lichtstrom Φ von 1000 lm. Die mittlere Lichtstärke I dieser Lampe ist dann 1000 / 4π = 79,6 cd. In 1 m Entfernung von der Lampe können dann mit einem V(λ)-korrigierten Luxmeter im Mittel 79,6 lx gemessen werden. Eine Lampe strahlt gleichmäßig über den vollen Raumwinkel 4π, d.h. in den Kugelraum. Wenn die gleichmäßige Lichtstärke I = 1 cd beträgt, dann ist der gesamte Lichtstrom der Lampe Ф = 4π lm = 12,57 lm. Beleuchtungsstärke E [lx] Die Beleuchtungsstärke E ist der Lichtstrom Φ bezogen auf die beleuchtete Fläche A und gibt an mit welcher...

Mittlere Beleuchtungsstärke Ē Bei normaler Beleuchtung wird in der Regel keine gleichmäßige Lichtverteilung erreicht, deshalb beziehen sich Angaben in Normen meist auf eine mittlere Beleuchtungsstärke Ē. Sie wird als gewichtetes arithmetisches Mittel aller gemessenen Beleuchtungsstärken im Raum berechnet. Ē = (E1*A1 + E2*A2 + … + En-1*An-1 + En*An) / (A1 + A2 + … + An-1 + An) Falls ein gleichmäßiges Bewertungsraster angewendet wird, dann müssen die einzelnen Rasterpunkte nicht mit den Teilflächen gewichtet werden und die mittlere Beleuchtungsstärke wird als arithmetisches Mittel aller...