ET Band 2 Zusatzkapitel Z2 "Licht Grundlagen"

Bei Glühlampen erhitzt ein elektrischer Strom einen Wolframdraht so stark, dass er Licht ausstrahlt. Damit der Wolframdraht (Schmelzpunkt ca. 3380°C) nicht verbrennt, wird der Lampenkolben luftleer gepumpt oder bei Lampen ab 40 W mit Stickstoff und einem Edelgas (Argon oder Krypton) gefüllt. Diese Gasfüllung erschwert das Verdampfen des Wolframs, was die Schwärzung des Kolbens verringert und die Lebensdauer der Lampe erhöht. Um eine höhere Lichtausbeute zu erhalten, werden bei gasgefüllten Lampen Doppelwendel eingesetzt.

Temperaturstrahler: Lichterzeugung durch Glühwendel

Entladungslampen: Lichterzeugung durch Stoss-Ionisation

Leuchtdioden (LED): Lichterzeugung erfolgt durch das Halbleitermaterial.

Die Lichtfarbe wird in Kelvin angegeben. Je höher die Temperatur, desto weisser und kühler das Licht. Eine niedrige Farbtemperatur bedeutet dagegen eine warme Lichtfarbe.

Die Beleuchtungsstärke und der Abstand verhalten sich quadratisch zu einander. Deshalb sinkt die Beleuchtungsstärke auf einen Viertel.

In doppeltem Abstand

Die Leuchtdichte hat im Zusammenhang mit der Blendung eine grosse Bedeutung.

500 Lux

Luxmeter

Allgemein sagt die Beleuchtungsstärke aus, wie viele Lumen des Nutzlichtstromes auf jeden m2 der zu beleuchtenden Fläche fallen. Meist ist die zu beleuchtende Fläche identisch mit der Bodenfläche.

Die Lichtausbeute gibt an, wie viele Lumen jedes Watt erzeugt.

Der Lichtstrom ist die gesamte, von einer Lichtquelle nach allen Richtungen abgestrahlte Lichtleistung. Der Lichtstrom wird in Formeln mit dem griechischen Grossbuchstaben Phi angegeben. Die Einheit ist Lumen und wird mit lm abgekürzt.

Aus lauter roten, grünen und blauen Farbpünktchen, die das sogenannte Farbtrippel bilden.

Das weisse Licht wird in alle Regenbogenfarben aufgeteilt. Die einzelnen Farben unterscheiden sich durch ihre unterschiedliche Wellenlänge.

Das Licht ist im Allgemeinen der für den Menschen sichtbare Bereich der elektromagnetischen Strahlung. Dieser erstreckt sich etwa von 380 bis 780 Nanometer (nm) Wellenlänge, was einem Frequenzbereich von etwa 385 - 789 THz entspricht.

Das Licht ist eine Energieform und hat den Charakter elektromagnetischer Wellen, die sich mit 300'000 km/s (Lichtgeschwindigkeit) im Raum ausbreiten.

Leuchtdioden (kurz LED für Light Emitting Diode bzw. lichtemittierende Dioden)

Die Induktionslampe unterscheidet sich in ihrer Funktion grundsätzlich von den anderen bisher betrachteten Lampenarten. Es werden weder Glühwendel noch Elektroden benötigt. In einem Glaskolben befindet sich quecksilberhaltiges Füllgas, das durch eine Hochfrequenzantenne (2,6 MHz) zum Leuchten angeregt wird. Ein Leuchtstoffbelag wandelt das entstehende UV in sichtbares Licht um. Die Induktionslampe lässt sich problemlos dimmen. Die Induktionslampe ist teuer, hat aber eine sehr hohe Lebensdauer von 60'000 Brennstunden. Im Unterschied zu den Entladungslampen braucht die Induktionslampe keine Anlaufzeit und ein Wiederzünden ist sofort möglich.

Die Natriumdampf-Niederdrucklampe besteht aus einem u-förmig gebogenen Entladungsrohr, das nebst Neon vor allem Natriumdampf enthält. Der Brenner ist von einem Wärmeschutzglas umschlossen. Da diese Lampen nur gelbes Licht aussenden, können ausser gelb keine Farben erkannt werden. Im einfarbigen Licht ist jedoch die Kontrastwahrnehmung erhöht.

Die Mischlichtlampe ist eine Kombination aus Glühlampe und Quecksilberdampf Hochdrucklampe. Anstelle eines Vorschaltgerätes ist zur Strombegrenzung ein Wolframwendel eingebaut, der ebenfalls Licht abgibt. Diese Lampen benötigen daher kein Vorschaltgerät. Die Mischlichtlampe kann deshalb auch ohne weiteres in eine normale E27oder E40-Fassung eingeschraubt werden. Die Kolben von Mischlichtlampen werden mit einem Leuchtbelag versehen.

Bläulich-weiss aus den Farben Gelb, Grün und Blau praktisch kein Rot, deshalb werden rote Farbtöne nicht richtig wahrgenommen.

Dies ist eine Weiterentwicklung der QuecksilberdampfHochdrucklampe. Durch Zusatz von Halogenen wird bei gleichzeitiger Steigerung der Lichtausbeute auch eine deutliche Verbesserung der Farbeigenschaften erreicht.

Fabrikhallen, Sportplätze, Strassen, Parkanlagen

- mit > 50 lm/W ca. fünffache Lichtausbeute gegenüber Glühlampe

- kleine Wärmeentwicklung

- achtfache Lebensdauer gegenüber der Standardglühlampe

- hoher Anschaffungspreis

Kompaktleuchtstofflampen werden auch als Energiesparlampen bezeichnet. Es sind kompakt gebaute Leuchtstofflampen kleiner Leistung und funktionieren genau gleich wie normale Fluoreszenzlampen. Sie sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich.

hohe Lichtausbeute (bis 100 lm/W) lange Lebensdauer (bis 8000 h) relativ niedrige Leuchtdichte grosse Auswahl von Lichtfarben sehr gute Farbwidergabe-Eigenschaften grosse Auswahl an Typen und Leistungsstufen sehr gute Wirtschaftlichkeit

Bei Leuchtstofflampen wird als Füllgas Quecksilberdampf und eine geringe Menge Argon verwendet. Als Elektroden dienen mit Metalloxid beschichtete Wolframwendel. Bei der Gasentladung entsteht nur wenig sichtbares Licht. Der grösste Teil der Strahlung liegt im ultravioletten Bereich, die durch Leuchtstoffe auf der Kolbeninnenwand in sichtbares Licht umgewandelt wird. Die Leuchtfarbe kann durch die chemische Zusammensetzung des Leuchtstoffbelages bestimmt werden.

Leuchtstofflampen benötigen zur Erzeugung der Zündspannung und zur Strombegrenzung ein Vorschaltgerät.

Warmweiss (3000 K)

Leistung 36 W, 8: Farbwiedergabeindex (80-89); 30: Farbtemperatur 3000 K.