Welche Maße beschreiben Licht?

Licht spielt eine Schlüsselrolle in unserem Leben. Es ermöglicht uns, die Welt um uns herum zu sehen. Wir sind uns jedoch nicht immer bewusst, dass Licht ein komplexes physikalisches Phänomen ist, das mit vielen verschiedenen Maßen und Einheiten beschrieben werden kann. In diesem Artikel werden wir uns die wichtigsten Maße ansehen, die zur Beschreibung von Licht verwendet werden, wie z. B. Candela oder cd/m2.

Leuchtdichte – Candela

Eines der grundlegenden Maße des Lichts ist Luminanz, auch als Bildschirmhelligkeit bezeichnet. Er wird in Candela pro Quadratmeter (cd/m2) ausgedrückt. Die Candela, die SI-Einheit für die Lichtintensität, ist in diesem Zusammenhang von zentraler Bedeutung. Die Leuchtdichte gibt an, wie hell ein Objekt oder eine Oberfläche ist. Je höher der Leuchtdichtewert, desto heller ist das beobachtete Objekt.

Die Leuchtdichte ist entscheidend für das Design verschiedener Anzeigegeräte wie Monitore, Fernseher, Bildschirme, digitale Displays usw. So sollte ein typischer Computermonitor eine Leuchtdichte im Bereich von ca. 140-250 cd/m2, während ein für den Außenbereich vorgesehenes Display eine Leuchtdichte von mindestens 1000 cd/m2 haben sollte. Bildschirmhelligkeit und cd/m2 sind hier die wichtigsten Parameter.

Bei der Entwicklung von Anzeigegeräten ist es sehr wichtig, die Leuchtdichte an die Helligkeit der Umgebung anzupassen, in der das Display betrieben wird. Eine zu geringe Bildschirmhelligkeit in einer hellen Umgebung führt dazu, dass der Inhalt auf dem Bildschirm nicht lesbar ist. Auf der anderen Seite kann zu viel Bildschirmhelligkeit in einem dunklen Raum die Augen ermüden und die Wahrnehmung behindern. Daher sollten bei der Auswahl eines Displays immer der Standort und die Lichtverhältnisse berücksichtigt werden.

LCD-Displays, die in Einkaufszentren installiert sind, sollten beispielsweise eine Leuchtdichte von 500-750 cd/m2 haben. Büromonitore hingegen müssen nur 150-300 cd/m2 bereitstellen. Auch hier spielen die Bildschirmhelligkeit und cd/m2 eine Rolle. Anders sieht es bei Displays im Fahrzeug aus – hier benötigt man Leuchtdichten von 1.000 cd/m2 oder mehr. Nur dann sind die Inhalte unabhängig von den Lichtverhältnissen außerhalb des Fahrzeugs gut sichtbar.

Interessanterweise erkennt man beim Durchsehen der technischen Daten von Smartphones, dass die High-End-Modelle sogar eine Leuchtdichte von über 700 cd/m2 bieten. Dies soll eine gute Ablesbarkeit des Displays auch bei sehr hellen Bedingungen, wie z. B. bei voller Sonneneinstrahlung, gewährleisten. Günstigere Smartphones müssen sich hingegen mit einer Leuchtdichte von 300-500 cd/m2 begnügen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Leuchtdichte Ein Schlüsselparameter jeder elektronischen Anzeige. Die richtige Auswahl bestimmt die Ablesbarkeit und den Komfort des Geräts . The manufacturer, which offers a wide range of LCD displays with different luminance levels, is able to meet the needs of a variety of customers and applications.

Lichtintensität – Lux

Ein weiteres wichtiges Maß für Lichtist die Lichtintensität, die in Lux (lx) definiert wird. Ein Lux ist die Intensität des Lichts, das von einer Lichtquelle von 1 Lumen auf eine Fläche von 1 m2 fällt. Mit anderen Worten, die Lichtintensität gibt an, wie viel Lichtstrom auf eine bestimmte Oberfläche fällt.

Die Lichtintensität ist entscheidend bei der Gestaltung der Innenbeleuchtung. Zum Beispiel sollte ein typisches Büro mit einem Licht von 300-500 Lux beleuchtet werden, Präzisionsoperationen erfordern 1000-2000 Lux und einfache Lagerarbeiten sogar nur 100 Lux.

Die richtige Gestaltung der Beleuchtung in einem Raum oder Raum erfordert eine gründliche Analyse der Aktivitäten, die darin ausgeführt werden. In einem Operationssaal eines Krankenhauses, in dem sehr helles Licht benötigt wird, um präzise Eingriffe zu ermöglichen, ist eine andere Lichtintensität erforderlich, und in einem Büro, in dem es am wichtigsten ist, eine gute Sicht auf Dokumente und Monitore zu haben, ohne die Mitarbeiter zu blenden.

Ein weiteres Beispiel wären Produktionshallen, in denen das Licht ein effizientes und sicheres Arbeiten ermöglichen soll, aber gleichzeitig die Augen bei langen Betriebsstunden nicht ermüden soll. In Geschäften hingegen soll die Beleuchtung Waren in Szene setzen und zum Einkaufen animieren. Sie können also sehen, dass die Wahl der richtigen Intensität und Art der Beleuchtung vom spezifischen Zweck des Raumes abhängt.

Leicht – Candela

Die Leuchtkraft ist ein Maß für die Stärke der Lichtstrahlung, die von einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung abgegeben wird. Die SI-Einheit der Leuchtkraft ist die Candela (cd). Die Leuchtkraft ermöglicht den Vergleich der Leistung verschiedener Lichtquellen. So hat eine typische Glühbirne eine Lichtstärke von ca. 10-20 cd, LED-Lampe – ca. 100 cd und ein professioneller Scheinwerfer bis zu 100.000 cd.

Leuchtkraft ist ein wichtiges Merkmal von Lampen und Leuchten. Durch den Vergleich der Leuchtkraft verschiedener Modelle sind wir in der Lage, diejenigen auszuwählen, die für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet sind. Die Lampe mit hoher Leuchtkraft ist eine gute Lösung für die Beleuchtung großer Flächen wie Höfe, Parkplätze und Produktionshallen. Auf der anderen Seite eignet sich eine Lampe mit geringer Leuchtkraft besser als Scheinwerfer für einen Schreibtisch zu Hause oder ein Lesezimmer in einer Bibliothek.

Es ist auch erwähnenswert, dass neben der Leuchtkraft auch der Winkel der Lampe wichtig ist. Der Weitwinkel ermöglicht es, eine große Fläche mit diffusem Licht zu beleuchten. Ein enger Winkel fokussiert den Lichtstrahl und ermöglicht es, eine ausgewählte Oberfläche oder ein Objekt stärker zu beleuchten. Aus diesem Grund werden häufig Strahler mit hoher Leuchtkraft und engem Winkel eingesetzt, um Denkmäler, Denkmäler oder architektonische Besonderheiten zu beleuchten.

Lichtausbeute

Um verschiedene Lichtquellen vergleichen zu können, wird neben der Leuchtkraft noch ein weiteres Maß benötigt – die Lichtausbeute. Er bestimmt das Verhältnis des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstroms zur von ihr verbrauchten elektrischen Leistung. Die Einheit der Lichtausbeute ist Lumen pro Watt (lm/W).

Die Lichtausbeute gibt an, wie effizient eine Lichtquelle Strom in Licht umwandelt. So hat eine typische Glühbirne einen Wirkungsgrad von ca. 15 lm/W, Leuchtstofflampe – 50-100 lm/W und LED sogar mehr als 150 lm/W. Daher verdrängen LED-Lampen nach und nach ältere Technologien.

In Zeiten steigender Strompreise und eines gestiegenen Umweltbewusstseins wird der Energieeffizienz der Beleuchtung immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Aus diesem Grund kommen immer mehr LED-Lampen mit einer rekordverdächtig hohen Effizienz von bis zu 200 lm/W auf den Markt. Darüber hinaus verbessern die Hersteller ständig die LED-Technologie, so dass die neuesten LED-Lampen in der Lage sind, die gleiche Lichtmenge wie ältere Technologien zu liefern und dabei bis zu 4-5 Mal weniger Strom zu verbrauchen!

Eine hohe Lichtausbeute bedeutet auch eine geringere Wärmeabgabe der Lampe. Zur Kühlung sind daher kleinere Kühlkörper erforderlich, so dass LED-Lampen in immer kleineren Größen gebaut werden können. Dies ist besonders wichtig bei Lampen, die für den Einbau in Möbel, Bücherregale, Lichtleisten usw. konzipiert sind. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Lichtausbeute zusammen mit anderen Parametern wie Langlebigkeit und Farbtemperatur es ermöglicht, die Eigenschaften einer bestimmten Lichtquelle vollständig zu beurteilen und die optimale Lösung für Ihre Bedürfnisse auszuwählen.

Farbtemperatur

Die Farbtemperatur des Lichts beträgt Ein Maß für die Farbe des Lichts, das sie ausstrahlen. Sie ist definiert in Kelvin (K) . The higher the color temperature of the light, the bluer its color. Candlelight, for example, has a temperature of approx. 1900 K, typical incandescent bulbs approx. 2700 K, fluorescent lamps 3000-6000 K, and sunlight as much as approx. 5500 K.

Die richtige Auswahl der Farbtemperatur von Lichtquellen ist in vielen Anwendungen wichtig, z. B. bei der Beleuchtung von Büros, Geschäften, Krankenhäusern und Operationssälen. Eine zu niedrige Farbtemperatur kann zu Schläfrigkeit und verminderter Produktivität führen. Im Gegensatz dazu kann eine zu hohe Temperatur zu visueller Ermüdung und Reizbarkeit führen.

Zum Beispiel werden Lampen mit kaltweißem Licht über 5.000 K für die Beleuchtung von Büroräumen, Arztpraxen und Werkstätten empfohlen, die Präzision erfordern. Wärmere Farbtöne von 3000-4000 K eignen sich gut für Schlafzimmer, Wohnzimmer, Lesezimmer – überall dort, wo eine gemütlichere, heimeligere Stimmung gewünscht wird.

Die Farbtemperatur bestimmt auch die Farbwiedergabe von beleuchteten Objekten und Räumen. Kühles Licht reflektiert blau-grüne Farben besser, während warmes Licht rot-orange Farben reflektiert. Aus diesem Grund werden warme Lampen oft in Bekleidungsgeschäften verwendet, um die Farben der Kleidung hervorzuheben. Auf der anderen Seite ist es in Gemüsegärten besser, Gemüse und Obst in einem Licht zu präsentieren, das näher am Tageslicht liegt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Farbtemperatur des Lichts das Ambiente und die Funktionalität von beleuchteten Räumen und die Farbwahrnehmung maßgeblich beeinflusst. Seine bewusste Wahl ermöglicht es Ihnen, einen Raum zu schaffen, der optimal an seinen Zweck und die Vorlieben seiner Nutzer angepasst ist.

Helle Farbe

Neben der Farbtemperatur wird Licht auch durch die Farbe charakterisiert. Es wird zwischen weißem Licht und Licht einer bestimmten Farbe wie Rot, Grün, Blau unterschieden. Die Lichtfarbe ist in vielen Bereichen wichtig, z. B. in der medizinischen Diagnostik, bei Verkehrssignalen oder bei der Beleuchtung von Pflanzen in Gewächshäusern.

Die Möglichkeit, die Farbe des Lichts fein abzustimmen, ermöglicht viele interessante und nützliche Anwendungen. Keimtötende Lampen verwenden zum Beispiel blaues Licht einer bestimmten Wellenlänge, um Bakterien und Mikroorganismen zu zerstören. In der Medizin wiederum werden Lampen mit rotem oder infrarotem Licht zur Behandlung von Hautkrankheiten eingesetzt.

In der Landwirtschaft hilft eine kontrollierte Lichtfarbe, das Pflanzenwachstum, die Blüte und die Fruchtbildung zu kontrollieren. So beschleunigt beispielsweise der Wechsel von roten und blauen Lampen in Gewächshäusern das Wachstum von Tomaten. Auf der anderen Seite hilft das rote Licht von LED-Lampen, dass Erdbeeren schneller wachsen.

Auch in unseren Wohnungen setzen wir zunehmend auf farbwechselnde Beleuchtung, um Stimmung und Funktionalität in Innenräumen zu schaffen. Das warmweiße Licht der abends gedimmten Lampen hilft Ihnen, sich vor dem Schlafengehen zu entspannen und zu erholen. Kaltweißes Licht am Morgen stimuliert den Körper und verbessert die Konzentration.

Die Möglichkeit, die Farbe nahtlos von Weiß in einen beliebigen RGB-Farbton zu ändern, ermöglicht es Ihnen, Millionen von Kombinationen zu erhalten und den Charakter des Raumes mit Hilfe der Beleuchtung vollständig zu verändern. Infolgedessen werden RGB-LED-Lampen und -Streifen, die wir über eine Fernbedienung, eine App oder ein Smart-Home-System steuern können, immer beliebter.

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Wie Sie sehen können, ist die Lichtfarbe neben Intensität und Temperatur ein weiterer wichtiger Parameter, um die Beleuchtung so abzustimmen, dass sie den Erwartungen und Bedürfnissen der Benutzer in einer bestimmten Anwendung entspricht. Der technologische Fortschritt gibt uns immer mehr Möglichkeiten und Kontrolle über diesen Aspekt der Beleuchtung.

Woran misst man Licht?

Eine Reihe von Instrumenten, wie z. B. Luxmeter, Kolorimeter, Spektrometer und Gonioradiometer, werden zur Messung von Lichtparametern verwendet. Diese Geräte verwenden Lichtsensoren, in der Regel Fotodioden, Fotowiderstände oder Photomultiplier. Sie ermöglichen es Ihnen, die Intensität, Farbe und andere Eigenschaften des Lichts sowohl von Lichtquellen als auch von beleuchteten Objekten genau zu messen.

Luxmeter

Ein Luxmeter wird verwendet, um die Beleuchtungsstärke oder die Lichtmenge zu messen, die auf eine bestimmte Oberfläche fällt. Ermöglicht es Ihnen zu steuern, ob die Beleuchtungsparameter in einem Raum, Büro, einer Produktionshalle usw. den erforderlichen Standards entsprechen. Das Kolorimeter misst die Farbe des Lichts, einschließlich seiner Temperatur und der Abweichung von der Standardskala. Mit seiner Hilfe können Sie überprüfen, ob die Parameter des von LED-Lampen abgegebenen Lichts den Herstellerangaben entsprechen.

Spektrometer

Das Spektrometer analysiert die exakte spektrale Verteilung des Lichts, also seiner Bestandteile bei unterschiedlichen Wellenlängen im sichtbaren Bereich sowie im Infrarot- und Ultravioletten. Dabei kommen unter anderem diese fortschrittlichen Geräte zum Einsatz. in Laboren, um die Eigenschaften von Lichtquellen, Lasern oder anderen optischen Phänomenen genau zu untersuchen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entwicklung von Messtechniken es ermöglicht, Lichtparameter in der wissenschaftlichen Forschung, in der Industrie und im Alltag immer genauer zu analysieren und zu steuern. So kann die Beleuchtung im Hinblick auf Energieeinsparung, Funktionalität und Nutzersicherheit optimiert werden.

Zusammenfassung

Wie Sie sehen können, ist Licht ein äußerst komplexes physikalisches Phänomen mit vielen Parametern. Jede hat eine andere Rolle und ermöglicht es uns, unterschiedlich zu charakterisieren, wie eine bestimmte Lichtquelle mit der beleuchteten Oberfläche oder dem Beobachter interagiert.

Die Leuchtdichte bestimmt die Helligkeit des Bildschirms und das abgestrahlte Licht. Die Intensität gibt an, wie viel Licht auf eine Flächeneinheit fällt, oft ausgedrückt in cd/m2 – manchmal fälschlicherweise als cd m2 geschrieben. Die Candela ist eine Einheit der Leuchtkraft und gibt die Leistung einer Lichtquelle an. Die Candela-Einheit wird im SI-System verwendet. Die Lichtausbeute zeigt, wie effizient Energie in Licht umgewandelt wird. Farbtemperatur und Farbton charakterisieren das Spektrum und die Farbe des Lichts.

Das Verständnis dieser grundlegenden Parameter und die Möglichkeit, die entsprechenden Metriken zu verwenden, ist für Ingenieure und Fachleute, die an der Lichtplanung beteiligt sind, von entscheidender Bedeutung. Sie ermöglichen es, die Anforderungen an Beleuchtungssysteme in einer Vielzahl von Anwendungen genau zu definieren – von Büros und Fabriken bis hin zu Krankenhäusern oder Einkaufszentren. Dieses Wissen ist auch für jeden von uns nützlich, der die Beleuchtung seiner Wohnung oder seines Hauses bewusst gestalten möchte.

Es ist auch ein wesentliches Wissen für einen Displayhersteller wie Unisystem.

Wir hoffen, dass dieser Artikel dazu beigetragen hat, die Grundlagen der Lichtmesstechnik einzuführen und besser zu verstehen. Er zeigte deutlich, dass die richtige Auswahl der Lichtparameter entscheidend für die Funktionalität, Leistung und Sicherheit aller Displays und Beleuchtungssysteme in unserer Umgebung ist.