Was ist Licht?
Als Licht bezeichnet man den Teil der Strahlung, den das menschliche Auge wahrnehmen kann. Das Phänomen Licht wird durch zwei physikalische Modelle erklärt. Es ist einerseits eine Welle und andererseits Teilchenstrahlung, bestehend aus Photonen. Die "Lichtrechner" unterscheiden streng in Strahlungsphysikalische und Lichttechnische Größen und Einheiten. Da die Wahrnehmung durch das Auge von der Wellenlänge, also der Farbe des Lichtes abhängig ist, sind diese Größen durch die Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges, die sog. V(λ) - Kurve verbunden. Hinzu kommt noch das photometrische Strahlungsäqivalent für Tagsehen Km.
Der Wellenlängenbereich zwischen 380 und 780 nm wird als Licht bezeichnet. Daran angrenzend liegt die Ultraviolettstrahlung (UV) mit 100 bis 380 nm und die Infrarotstrahlung (IR) mit 780 bis 108 nm. [1]
Weiterführende Quelle im Web bei muselmann.
Die wichtigsten Größen und Einheiten
Betrachtet man eine "Beleuchtung", muß man die Vorgänge trennen. Einmal ist da der leuchtende Teil, zum anderen der beleuchtete. So auch die Unterscheidung bei den Lichttechnischen Größen:
leuchtend:
Lichtstrom Φ [lumen; lm]
ist das gesamte von einer Lichtquelle abgegebene Licht, und zwar das in alle
Richtungen abgegebene. Die zugehörige strahlungsphysikalische Größe ist die
Strahlungsleistung Φp in Watt (W). (Nicht zu verwechseln mit der elektrischen Leistung einer
Lampe/Leuchte)
Hieraus ergibt sich die Antwort auf eine FAQ: Um von der Strahlungsleistung in
Watt zu "lumen" zu kommen benötigt man die V(λ)-Kurve und Km
und damit auch die Wellenlänge λ, die betrachtet werden soll.
Manchmal machen es uns die Lampenhersteller einfach, indem sie uns eine Lichtausbeute für die Lampe angeben. Das ist der Lichtstrom pro elektrischer Leistung der Lampe/Leuchte in lm/W.
Lichtstärke I (candela; cd)
ist die in eine bestimmte Richtung ausgestrahlte Lichtmenge. Sie errechnet sich
als Quotient aus dem Lichtstrom und dem durchstrahlten Raumwinkel. Um den Raumwinkel zu bestimmen, der
durchtrahlt wird, ist ein wenig räumliche Geometrie erforderlich. Er wird angegeben in Steradiant
(sr). 1 cd ist also 1 lm/sr.
Die äquivalente strahlungsphysikalische Größe ist die Strahlstärke Ip in W/sr.
Z.B. LEDs werden häufig mit der maximalen Lichtstärke und der zugehörigen Abstrahlcharakteristik spezifiziert.
beleuchtet:
Beleuchtungsstärke E (lux; lx)
Die Beleuchtungsstärke bezeichet das auf eine definierte Fläche auftreffende Licht, also Lichtstrom pro Fläche (lm/m²). Die zugehörige strahlungstechnische Größe ist die Bestrahlungsstärke Ep in W/m². Und hier kommt es auf die Unterscheidung zwischen leuchtend und beleuchtet an: Der hier relevante Lichtstrom ist bei Betrachtung üblicher Beleuchtungsanlagen und besonders im Aquarium nicht gleich dem oben beschriebenen Lichtstrom, der von der Lampe/Leuchte abgegeben wird!
Hieraus ergibt sich die Antwort auf eine FAQ: Es gibt keine Lampe mit sounsoviel lux.
Auf die Zusammenhänge zwischen den Lichttechnischen Größen werde ich
später eingehen.
Leuchtdichte L (candela pro quadratmeter; cd/m²)
ist das durch eine Fläche senkrecht zur "Blickrichtung" durchtretende
(auftreffende) Licht bezogen auf den durchstrahlten Raumwinkel. Sie setzt den Lichtstrom in eine bestimmte
Richtung, die Projektion der betrachteten Fläche und den Raumwinkel in Beziegung. 1cd/m²=1
lm/(m²*sr). Äquivalent: Strahldichte Lp in W/(m²*sr).
Die Leuchtdichte dient häufig als Bewertungsmaßstab für die
empfundene "Helligkeit".
Natürlich sind da noch einige andere Größen, nachzulesen in der einschlägigen Fachliteratur. [1][2]
Von Lampen und Leuchten
Sicher ist euch aufgefallen, daß der Lichttechniker diese Begriffe durchaus streng unterscheidet.
Eine Lampe ist demnach immer der Teil der Beleuchtungsanlage, der die Strahlung emittiert, also die
Glühlampe (nicht Birne, das ist Obst und übrigens in der EU bald verboten ;-),
die Leuchtstofflampe, die HQI oder HQL-Lampe....
Die Lampe ist Bestandteil der Leuchte, wie auch Fassung, Reflektor, Vorschaltgerät etc. Wichtig u.A.
bei der Angabe von Wirkungsgrad oder Lichtausbeute, hier kommt es nicht selten zu
Mißverständnissen, wenn nicht bezeichnet wird, ob von der Lampe oder der Leuchte die Rede
ist.
Die in der Aquaristik verwendeten Lampen sind gut bekannt und Ihre Vor- und Nachteile an vielen Stellen nachzulesen (Links). Nicht zu verachten ist auch die individuelle Erfahrung und der Geschmack.
[1] DIN 5031 Srahlung im optischen Bereich und Lichttechnik, Teil 1-10
[2] Baer, Roland (Hrsg.): Beleuchtungstechnik - Grundlagen, 2. stark bearb. Auflage, Verlag Technik, Berlin
1996
[3] Hentschel, Hans-Jürgen: Licht und Beleuchtung, 4., neubearb. Auglage - Heidelberg, Hüthig,
1994
Links:
Vorlesung Photobiologie Uni Erlangen
VisionScience
ON LIGHT
Wirkung von Wasser auf Licht -
(Bestandteil der Diplomarbeit von B. Walter)
Aquatic Concepts:Lightning
und
Robert Miehle´s Seiten
Noch mehr Links: