Lichtquelle
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Lichtquellen lassen sich nach der Natur ihrer Strahlungserzeugung und der Quantenenergie bzw. Wellenlänge einteilen. Weiterhin unterscheidet man sie nach ihrer räumlichen Ausdehnung z.B. als Punktlichtquellen oder diffuse Lichtquellen sowie ihrer Abstrahlcharakteristik (rundumstrahlend, gerichtet strahlend).
Es gibt natürliche (z.B. Sonne, Fixsterne, Glühwürmchen, Polarlicht, Blitz) und künstliche Lichtquellen (z.B. Öllampen, Leuchtmittel, Laser, Synchrotronstrahlung, Bildröhren, Leuchtdioden).
Künstliche Lichtquellen dienen der Beleuchtung, der Anzeige oder sie sind sekundäre Erscheinungen (z.B. Tscherenkowstrahlung).
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[Bearbeiten] Thermische Strahler
Thermische Strahler liefern eine kontinuierliche Strahlung, mit steigender Temperatur verschiebt sich das Strahlungs-Maximum vom infraroten über rotes, hin zu blauem und ultraviolettem Licht (siehe Plancksches Strahlungsgesetz). Je heißer ein Strahler ist, desto blauer erscheint er.
Eine rotglühende Herdplatte ist etwa 600 °C heiß, eine rötlich leuchtende Kohlenfadenlampe ca. 2.000 °C, eine Glühlampe etwa 2.700 °C, eine Halogenglühlampe etwa 3.200 °C, eine weißleuchtende Kohle-Bogenlampe 5.000 °C.
Beispiele, unterschieden nach der Art der Energiequelle:
- Elektrische Energiequellen: Glühlampe, Kohle-Bogenlampe
- Brennstoffe wie Öl, Gas oder Holz: Feuer, Kerze, Starklichtlampe.
- Kernenergie: Sonne
[Bearbeiten] Nichtthermische Strahler
Moleküle und Atome können durch Zufuhr von Energie in einen angeregten Zustand versetzt werden. Fallen sie zurück in den Grundzustand (Rekombination), geben sie ihre Energie als Strahlung charakteristischer Wellenlängen ab.
Verdünnte Gase zeigen sehr scharfe Spektrallinien. Bei Gasen unter Druck (Hochdruck-Metalldampflampen) verbreiten sich die Linien, noch stärker bei Festkörpern (beispielsweise Leuchtdioden).
Beispiele, unterschieden nach der Art der Energiequelle::
- Chemische Anregung: Leuchten von Glühwürmchen, Leuchtstäbe (light-sticks).
- Anregung durch elektrisches Feld: Laser, Leuchtdioden, Metalldampflampen, Leuchtstoffröhren, Gasentladungslampen.
- Anregung durch Radioaktivität: Leuchtfarbe (früher verwandt bei Zifferblättern von Uhren)
- Anregung durch Röntgenstrahlung (Röntgengerät)
- Anregung durch Elektronenbeschuss (Bildröhre, Röhren-Fernseher, Elektronenmikroskop, Bildwandlerröhre)
- Synchrotronstrahlung
Fluoreszenz und Phosphoreszenz beschreiben, wie Stoffe Licht nach Energieabsorption abstrahlen.
[Bearbeiten] Beispiele
| Lichtquelle | lm | lm/W (min) | lm/W (max) |
|---|---|---|---|
| Kerze (bezogen auf ca. 150 W Heizleistung) | 15 | 0.1 | 0.1 |
| Öllampe | 0.2 | 0.2 | |
| Leuchtdiode blau* | 1 | 16 | |
| Leuchtdiode weiß | 250 | 1 | 100[1][2] |
| Leuchtdiode rot* | 5 | 90 | |
| Starklichtlampe (bezogen auf ca. 1 kW Heizleistung) | 5000 | 5 | 5 |
| Videoprojektoren mit UHP-Lampen 100-300 W | 2000 | 5 | 10 |
| Bogenlampe | 8 | 8 | |
| Glühlampe (40 W) | 500 | 13 | 13 |
| Glühlampe (100 W) | 1500 | 14 | 15 |
| Halogenglühlampe (12 V) (55 W) | 1500 | 27 | 28 |
| Leuchtstoffröhre (nicht Neonröhre) | 2000 | 30 | 100 |
| Energiesparlampe (mit E14 oder E27 Gewinde) | 1500[3] | 40 | 80 |
| Xenon-Gasentladungslampe (Kinoprojektoren) | 47 | 47 | |
| Kaltkathode | 50 | 60 | |
| Leuchtstofflampe (36 W, mit induktivem Vorschaltgerät) | 2400 | 60 | 90 |
| Leuchtstofflampe (36 W, mit elektr. Vorschaltgerät) | 80 | 110 | |
| Leuchtstofflampe (58 W) | 5200 | 90 | 90 |
| Halogenmetalldampflampe | 70 | 106[1] | |
| Quecksilberdampflampe | 50 | 60[2] | |
| Xenon-Gasentladungslampe (PKW) | 80 | 106 (bei 50W[3]) | |
| Schwefeldampflampe (1400 W) | 135000 | 95 | 95 |
| Natriumdampf-Hochdrucklampe* (35 - >1000 W) | 150 | 150 | |
| Natriumdampf-Niederdrucklampe* | 200 | 200 |
)* - insbesondere bei der Lichtausbeute einfarbiger Lichtquellen aber auch bei vielen „weißen“ Strahlern ist der Farbwiedergabeindex von Bedeutung.
[Bearbeiten] Fußnoten
- ↑ heise online: LED mit 100 Lumen pro Watt 12.Dezember 2006
- ↑ Seoul Semiconductor (SSC) plant, ihre derzeit (12/2006) hellste und effizienteste weiße LED mit der Bezeichnung P4 in ihrer Effizienz bis 2007 auf 135 lm/W und bis 2008 auf 145 lm/W zu verbessern.
- ↑ 1500 lm bei 23 Watt
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