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Wie wird Helligkeit gemessen?

Einführung

Da die physikalischen Hintergründe und Bezüge der Einheiten untereinander teilweise sehr komplex sind, soll hier nur eine sehr vereinfachte Zusammenfassung gegeben werden.

Für die Angabe zur Helligkeit einer Lampe gibt es verschiedene Maßeinheiten. Diese sind teilweise recht verwirrend, wenn man die Definitionen und Bezüge untereinander nicht kennt. Sich einen groben Überblick zu verschaffen hilft also, wenn man unterschiedliche Produkte auf dem Papier mit einander vergleichen möchte. Gängige Angaben erfolgen in Candela, Lumen, Watt und Lux.

Candela

Im internationalen Einheitensystem, kurz SI (vom französischen „Système international d´unités“) genannt, wird mit der Einheit Candela die Lichtstärke und mit der Einheit Lumen der Lichtstrom angegeben.

In der Vergangenheit wurde Helligkeit für Lampen oft in Candela (lateinisch für „Kerze“) angeben. Das ist die Einheit der Lichtstärke. Ein Candela entspricht dabei ursprünglich in etwa der Helligkeit einer gewöhnlichen Haushaltskerze, woher die Einheit auch ihren Namen hat. Diese Einheit wurde jedoch 1979 durch hochrangige Physiker neu und eindeutiger definiert. Die Angabe Candela (Lichtstärke) trifft eine Aussage darüber, wie hell das Licht in einer bestimmten Richtung ist.

Lumen

In der Praxis gebräuchlicher ist jedoch die Einheit Lumen, die die Stärke des Lichtstroms angibt. Vereinfacht formuliert ist der Lichtstrom die Helligkeit des Lichts in jeder Richtung, also im 360°-Radius. Das Verhältnis von Candela zu Lumen beträgt im freien Raum 1/4, oder anders formuliert: 4 Lumen entsprechen 1 Candela. Eine Kerze leuchtet also ungefähr mit 4 Lumen.

Watt

Die Helligkeit der meisten Lampen wird jedoch in der Artikelbeschreibung in Watt (W) angegeben. Die Physiker nennen diese Angaben „Lichtintensität“. Dabei wird berechnet, wie viel Energie eine Lampe in einer bestimmten Zeit mit Hilfe ihrer Lichtwellen in einer bestimmten Richtung durch den Raum transportiert. Diese Einheit entspricht auch den alltäglichen Wahrnehmungen: steht man unmittelbar vor einer Lampe mit 1000W Leistung, bemerkt man sehr schnell wie viel Energie sie aussendet, denn sie wird sehr heiß. Hält man sich hingegen in selber Entfernung vor einer Kerze auf, wird einem kaum merklich warm werden.

In Zeiten moderner Leuchtmittel darf man sich nun nicht in die Irre führen lassen. Wenn für eine moderne LED-Lampe z.B. angegeben ist, dass sie 30W leistet, dann bedeutet das nicht, dass sie lediglich so hell wie eine klassische Glühbirne mit 30W ist. Der Unterschied: Die Glühbirne sendet ihr Licht in alle Richtungen aus, die LED konstruktionsbedingt nur in eine Richtung. Kennt man die Definition der Lichtintensität (Licht in einer Richtung) jedoch nicht, glaubt man schnell, dass die LED-Lampe gleich hell sein muss. Tatsächlich entspricht jedoch die Helligkeit einer 5W LED in etwa der einer 40W Glühbirne. Zusätzlich zur Leistungsaufnahme in Watt ist es also notwendig, dass man die Angaben über den Lichtstrom (Lumen) vergleicht. Nur so kann man einen verlässlichen Eindruck davon bekommen, wie hell verschiedene Lampen im Vergleich zu einander faktisch sind.

Lux

Um eine letzte Größe zu erläutern, kommen wir noch ganz kurz zur Einheit LUX, der Beleuchtungsstärke. Mit dieser Einheit wird angegeben, wie viel Licht effektiv auf einer Fläche (von 1m²) ankommt. Diese Einheit ist sehr gut mit Messinstrumenten zu bestimmen. Das menschliche Auge benötigt ungefähr 0,4 LUX, um einen Gegenstand in einem sonst dunklen Raum wahrnehmen zu können. Das Tageslicht bringt es auf bis zu 50.000 LUX.