Scheinwerfer
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Ein Scheinwerfer ist ein Gerät zur gezielten Ausrichtung des ungerichteten Lichtes eines Leuchtmittels (z.B. Glühlampe, Gasentladungslampe, Bogenlampe). Er lenkt das Licht durch Reflexion oder Brechung in einen kleinen Raumwinkel.
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[Bearbeiten] Aufbau und Funktion
Scheinwerfer bestehen aus einer Lichtquelle (Lampe, Leuchtmittel), einem Reflektor, einer meist transparenten Glasscheibe (als Schutz und evtl. als Diffusor) sowie (selten) optischen Linsen. Diese Elemente befinden sich in einem Gehäuse, das oft auch beweglich ist. Das Licht wird vom Reflektor gebündelt und tritt nach vorne, je nach Stellung, Form und Kombination der Linsen, gestreut oder gebündelt aus. Das Glas oder eventuell Farbfilter sind die letzten Glieder im Strahlengang.
Der Reflektor kann ein Kugelkalotten- oder ein Parabolspiegel sein, je nachdem, ob er allein oder zusammen mit einer Kondesorlinse die Bündelung bewirkt.
Der Reflektor kann massiv metallisch, oberflächenverspiegelt oder rückflächenverspiegelt (Manginspiegel) sein. Die Spiegelschicht kann ein Metall (meist Aluminium) oder ein Interferenzspiegel (Dichroitischer Spiegel, z.B. bei Kaltlichtspiegellampen) sein.
Das austretende Licht kann durch vorgesetzte Farbglas-Filter oder durch dichroitische Reflektoren oder Filter gefärbt werden. Auch das Leuchtmittel selbst kann farbig oder mit einem Farbfilter versehen sein.
Scheinwerfer können mit einem Wärmeschutzfilter versehen sein, um die Erwärmung der beleuchteten Objekte zu verringern.
Scheinwerfer werden an Fahrzeugen, auf Bühnen, bei Film-/Fotoaufnahmen, zur Architektur- und Veranstaltungsbeleuchtung etc. eingesetzt.
[Bearbeiten] Scheinwerfertypen
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- Flutlicht-Strahler – einfache Kästen mit Lichtquelle (oft Halogenstab) und Reflektor (oft Rinnenspiegel) strahlt das Licht breit ab. Sie haben eine sehr starke Lichtleistung und dienen zur Ausleuchtung großer Flächen (z.B. Sportstadien).
- Spiegel-Scheinwerfer – Lichtquelle vor Parabolspiegel mit veränderbarem Abstand zwischen Lichtquelle und Linse.
- Linsen-Scheinwerfer – Lichtquelle vor Kugelspiegel, davor eine Linse (innen plan, nach außen konvex). Daher der Name Plankonvex-Scheinwerfer (englisch abgekürzt PC). Bei großen Modellen würde die Dicke der Linse in der Mitte zu groß werden und das Glas leicht springen. Daher stuft man die konvexe Krümmung in mehreren konzentrischen Ringen ab. Solche Scheinwerfer heißen Stufenlinsenscheinwerfer oder (nach dem Erfinder dieser Linse, Augustin Jean Fresnel) Fresnellinsenscheinwerfer. Bei Linsenscheinwerfern lässt sich der Austrittswinkel des Lichts durch den Abstand zwischen Lichtquelle und Linse verändern.
- Profil-Scheinwerfer – Lichtquelle vor Parabolspiegel mit einer Kombination verschiedener Linsen, deren veränderbarer Abstand zur Lichtquelle und zueinander den Austrittswinkel des Lichts verändert. Es kann auch auf eine im Apparat liegende Abbildungsebene „scharfgestellt“ und dort mit Metallschiebern, Irisblenden oder Motiv-Blenden (Gobos) der Lichtaustritt exakt beschnitten werden.
[Bearbeiten] Verwendung
[Bearbeiten] Fahrzeuge
Scheinwerfer an Fahrzeugen dienen der Verkehrssicherheit durch die Sichtbarmachung des Fahrzeuges für andere. Ferner wird dem Fahrer durch Ausleuchtung des Fahrweges der Weg und ggfs. Hindernisse aufgezeigt. Je weiter der Lichtschein strahlt, umso sicherer ist die Fahrt und umso schneller kann er auch fahren. Sie sind an praktisch jedem Fahrzeug, vor allem an Kraftfahrzeugen, vorhanden.
Siehe hierzu den Hauptartikel: Fahrzeugscheinwerfer
[Bearbeiten] Militärische Anwendung von Scheinwerfern
Im Ersten und Zweiten Weltkrieg wurden große, leistungsstarke Scheinwerfer in der Kriegsführung verwendet. So z.B. in der Luftabwehr als Ergänzung der Flak, als Markierungen für Artillerie und als Suchscheinwerfer von Schiffen. Diese Scheinwerfer bestanden in den Standardausführungen aus einem 1,5 Meter ("150er") oder zwei Meter ("200er") durchmessenden Parabolspiegel, der innen hochreflektierend versilbert war und in seinem Fokus eine Bogenlampe aus zwei armdicken, gepressten Wolfram-Kohlestäben trug. Der Parabolscheinwerfer war an seiner vorderen Öffnung mit hitzebeständigem Quarzglas in Form eines runden Deckels verschlossen und konnte zur Erneuerung der Kohlestäbe und Wartung aufgeklappt werden. Die Anordnungen benötigten eine hohe elektrische Leistung, die von dieselbetriebenen Maschinensätzen erzeugt wurde.
[Bearbeiten] FLAK-Scheinwerfer
Der von den Flak-Scheinwerfern erzeugte Lichtstrahl reichte je nach Wetterlage bis zu zwölf Kilometer hoch. Im Zweiten Weltkrieg versuchten die sechs- bis achtköpfigen Bedienungen der Scheinwerfer, den an der Spitze der feindlichen Bomber fliegenden "Scout" ("Pfadfinder") zu blenden und ihm damit die Orientierung zu nehmen. (Die Aufgabe des "Scouts" war es, den vom Volksmund so genannten "Christbaum" - an kleinen Fallschirmen herabschwebende Leuchtrakten in der Anordnung der Lichter eines Weihnachtsbaums - als Zielmarkierung für den Bombenabwurf zu setzen). Mit dem Lichtstrahl der Scheinwerfer wurden außerdem im Verband fliegende feindliche Flugzeuge angeleuchtet, um der Flakabwehr ein gut sichtbares Ziel zu bieten. Dabei wurden in der Regel die Leuchtkegel von fünf im Umkreis von etwa fünf Kilometern stationierten Scheinwerfern (vier 150er und in der Mitte ein 200er als Leitstrahl) gebündelt. Gegen Ende des Zweiten Weltkriegs wurden die Scheinwerfer auch beim Einsatz der Nachtjäger hinzugezogen, bei dem sonst Leuchtverbot bestand, um die eigenen Maschinen nicht zu gefährden. Das riskante Verfahren, Abfangjäger unter eigenem Flakfeuer und bei aufgeblendeten Schweinwerfern in die Bomberverbände zu schicken, trug den Tarnnamen "Wilde Sau" und war von dem erfolgreichen Jagflieger Oberst Hajo Herrmann entwickelt worden.
Das engste Netz von Scheinwerfern war im Zweiten Weltkrieg um die damalige Reichshauptstadt Berlin gezogen. In der westlichen Einflugschneise der feindlichen Bomber konnte von Werder und Wildpark bei Potsdam über Ketzin im Havelland und den Sendeanlagen in Nauen (Deutschlandsender) bis Kremmen und Oranienburg im Norden eine geschlossene Leuchtwand als Lichtbarriere gebildet werden. Die bis hin zur Lebensmittelversorgung weitreichend autonom arbeitsfähigen Scheinwerferbesatzungen waren in von Wällen umgebenen Stellungen auf freiem Feld in abgelegenen Orten mit freiem Leuchtfeld stationiert. In großem Umfang kamen in diesen Stellungen Flakhelfer zum Einsatz. Die Scheinwerfertruppe galt wegen ihrer nicht offensiven Einsatzmöglichkeiten in der Luftwaffe als "Schlusslicht" der Waffengattung.
[Bearbeiten] Infrarot-Scheinwerfer
Infrarotscheinwerfer strahlen im Nahen Infrarot und dienen im Zusammenhang mit Nachtsichtgeräten bzw. Bildwandlern zur unsichtbaren Beleuchtung möglicher Ziele oder Angreifer.
Infrarotscheinwerfer sind wie konventionelle Scheinwerfer aufgebaut, verwenden eine Glühlampe als Leuchtmittel, besitzen jedoch einen Sperrfilter für den sichtbaren Strahlungsanteil der Glühlampe.
Kleine Infrarotscheinwerfer können auch mit IR-Leuchtdioden realisiert werden, diese benötigen keinen Filter und werden vorwiegend zur Objektüberwachung eingesetzt.
[Bearbeiten] Scheinwerfer zur Signalübertragung
Insbesondere auf Schiffen gibt es Scheinwerfer mit Jalousie-Verschlüssen, die zur Signalübermittlung über große Entfernungen zwischen Schiffen verwendet werden, indem die Jalousien per Hand im Rhythmus von Morsezeichen geöffnet und geschlossen werden.
Kleine Glühlampen oder LED können elektrisch moduliert auch zur Sprachübertragung verwendet werden (Lichttelefon).
[Bearbeiten] "Lichtdome" zur Propaganda
Zum ersten Mal wurden in der Zeit des Nationalsozialismus in Deutschland Scheinwerfer zu Propagandazwecken eingesetzt. Der damalige Bauminister Albert Speer (1905-1981) entwickelte eine eigene Technik für den „Baustoff Licht“, indem er Scheinwerferstrahlen zu so genannten Lichtdomen bündelte. Auf den NSDAP-Parteitagen in Nürnberg wurden damit hunderttausende Anhänger Adolf Hitlers auf dem Zeppelinfeld in den Abendstunden in eine spektakuläre pseudosakrale Stimmung versetzt. Um die Lichtdome zu bilden, waren 152 motorisierte Flakscheinwerfer und 2000 weitere feste Leuchtquellen mit einer Leistung von 3100 KW eingesetzt. Die den NS-Geist beschwörenden Lichtorgien wurde in dem Dokumentarfilm „Triumph des Willens“ der damaligen Starregisseurin Leni Riefenstahl (1902-2003) propagandistisch und künstlerisch aufbereitet.
[Bearbeiten] Bühnentechnik
Siehe hierzu auch
PAR-Scheinwerfer, Theaterbeleuchtung, Veranstaltungstechnik, Varilight.
In der Bühnen- und Showtechnik werden neben konventionellen Scheinwerfern auch Scheinwerfer mit variablen, fernsteuerbaren Farben, Abstrahlgeometrien, -richtungen und Intensitäten verwendet, die oft von einem Computer oder Steuerpult aus entsprechend der Regieanweisungen gesteuert werden.
Die Scheinwerfer haben dazu motorbetriebene Schwenkachsen, Farbräder (kreisflächenförmige, drehbare Farbfilter mit unterschiedlichen Farbsegmenten), bewegliche Linsen und Spiegel sowie Blenden. Die Intensität wird mit Triacstellern gesteuert.
Zur Beleuchtung von Solisten gibt es Nachführungssysteme, die den Lichtkegel eines Scheinwerfers stets auf den Interpreten ausrichten, der hierzu z.B. einen Ultraschall-Sender trägt.
Auch Blitzlampen haben oft Reflektoren zur gerichteten Abstrahlung.
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[Bearbeiten] Film-/Fotoaufnahmen
Film-, Fernseh- und Fotostudios verfügen über Scheinwerfer. Hier dienen sie zur Verbesserung der Bildqualität. Es sind kürzere Belichtungszeiten oder kleinere Blenden verwendbar, sodass sich die Bewegungsunschärfe verringert und die Schärfentiefe erhöht.
Zusammen mit diffus reflektierenden Schirmen dienen sie zur besseren, weicheren Ausleuchtung insbesondere von Gesichtern.
In Fotostudios werden Blitzscheinwerfer verwendet, die eine konventionelle Lichtquelle und eine Blitzlampe enthalten, die beide die gleiche Abstrahlcharakteristik haben.
Scheinwerfer werden auch bei Außendrehs verwendet, um die Ausleuchtung zu verbessern oder die Stimmung zu verändern (z.B. blaues Licht für Nachtszenen, Simulation von Sonneneinstrahlung).
Künstliche Landschaftshintergründe ähnlich einer Leinwand werden mit starken Projektionsscheinwerfern beleuchtet.
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[Bearbeiten] Sonstige Formen
Handscheinwerfer werden unter anderem bei der Feuerwehr oder auch als Notbeleuchtung (bei Stromausfällen) verwendet. Sie sind batteriebetrieben.
Videoprojektoren und andere Projektoren (Filmprojektoren, Diaprojektoren) erzeugen ebenfalls eine gerichtete Lichtabstrahlung, die ebenso wie bei einem Scheinwerfer aufgebaut ist.
