Grundgrößen der Lichttechnik

Präsentation zum Thema: "Grundgrößen der Lichttechnik"—  Präsentation transkript:

1 Grundgrößen der Lichttechnik
Lichtstrom Leuchtdichte Lichtstärke Beleuchtungsstärke

2 Lichtstrom 

3 Maßeinheit: Lumen (lm)
Lichtstrom  Maßeinheit: Lumen (lm) Eine Glühlampe (40W, 230V) strahlt zum Beispiel einen Lichtstrom  von 430lm ab Der Lichtstrom  ist die Lichtleistung der Lichtquelle. Man versteht darunter die gesamte nach allen Seiten abgestrahlte Strahlungsleistung e nach der Bewertung durch das menschliche Auge

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5 V() - Kurve

6 V() - Kurve Der Hellempfindlichkeitsgrad V (Seheindruck) ist eine Funktion der Wellenlänge  Die sichtbare Strahlung (Licht) soll eindeutig und gemäß der Helligkeit so bewertet werden, dass zwei unter gleichen Bedingungen gleich hell erscheinende Strahlungen auch die gleiche Maßzahl erhalten Im Maximum der Augenempfindlichkeit (V()–Kurve) entspricht die Strahlungsleistung 1 Watt einem Lichtstrom von 683lm

7 V() - Kurve Die V()–Kurve zeigt den Verlauf der Augenempfindlichkeit. Sie stellt Durchschnittswerte dar und wird nach den Regeln der DIN 5031 „Strahlungsphysik im optischen Bereich“ durch Reihenuntersuchungen ermittelt Es wird zwischen Tagsehen (V() ) und Nachtsehen (V‘() ) unterschieden Das Maximum beim Tagsehen liegt bei einer Wellenlänge von 555nm, das beim Nachtsehen liegt ca. 50nm darunter

8 V‘() V()

9 V() - Kurve Einige Beispiele:
Eine Lichtquelle von 100W strahle nur die Wellenlänge 555nm, also gelb-grünes Licht ab. Um mit blauem Licht bei einer Wellenlänge von 500nm dasselbe Hellempfinden im Auge zu bewirken sind bereits 3 solcher Lichtquellen nötig oder die dreifache Leistung. Um dasselbe Hellempfinden mit rotem Licht bei einer Wellenlänge von 650nm zu bewirken sind schon mehr als 9 der 100W Lichtquellen nötig.

10 Maßeinheit: Lumen (lm)
Lichtstrom  Maßeinheit: Lumen (lm) Daraus ergibt sich folgende Formel: weitere Beispiele: Leuchtstofflampe L 36W/weiß = 3450lm Natrium-Niederdrucklampe 35W = 4800lm

11 Lichtstärke I

12 Maßeinheit: Candela (cd)
Lichtstärke I Maßeinheit: Candela (cd) Die Lichtstärke ist die Stromdichte (Intensität) in einer bestimmten Richtung. Sie wird in Candela (cd) gemessen. Von dieser Basiseinheit sind die anderen lichttechnischen Einheiten abgeleitet worden. Zur Berechnung der Lichtstärke wird der Raumwinkel herangezogen.

13 Maßeinheit: Candela (cd)
Lichtstärke I Maßeinheit: Candela (cd) Die von einer Lichtquelle auf einen Empfänger fallende Strahlungsleistung ist dem Raumwinkel  proportional. Raumwinkel:

14 Maßeinheit: Candela (cd)
Lichtstärke I Maßeinheit: Candela (cd) Die Lichtstärke berücksichtig diese Raumwinkelabhängigkeit und somit gilt: Die Lichtquellen strahlen im allgemeinen nicht gleichmäßig in alle Richtungen des Raumes, d.h. die Lichtstärke ist ungleichmäßig verteilt. Die Hersteller von Lampen und Leuchten geben Lichtstärkeverteilungskurven (LVK) für ihre Produkte an. Daraus kann die Lichtstärke unter verschiedenen Ausstrahlungswinkeln entnommen werden.

15 Arri Flood Arri Spot

16 Beleuchtungsstärke E

17 Beleuchtungsstärke E Maßeinheit: Lux (lx)
Die Beleuchtungsstärke ist ein Maß für das auf eine Fläche auftreffende Licht (Lichtstromdichte).

18 Beleuchtungsstärke E Maßeinheit: Lux (lx)
Es wird im allgemeinen unterschieden zwischen: horizontale Beleuchtungsstärke Eh vertikale Beleuchtungsstärke Ev mittlere Beleuchtungsstärke Eh

19 Beleuchtungsstärke E Maßeinheit: Lux (lx)
Für die Beleuchtungsstärke ergibt sich durch Kombination mit den Formeln für den Raumwinkel und die Lichtstärke das Photometrische Entfernungsgesetz.

20 Beleuchtungsstärke E Maßeinheit: Lux (lx)
Die Beleuchtungsstärke nimmt also mit dem Quadrat der Entfernung ab.

21 Beleuchtungsstärke E Maßeinheit: Lux (lx)
Diese Formel gilt jedoch nur für punktartige Lichtquellen sowie für senkrecht auftreffendes Licht. Bei schrägem Lichteinfall muss deshalb gemäß folgender Formel der Winkel berücksichtigt werden:

22 Beleuchtungsstärke E Maßeinheit: Lux (lx)
Für die Berechnung der Beleuchtungsstärke eines Punktes (Ep) ergeben sich folgende Formeln, bei denen anstelle des Abstandes r die Lichtpunkthöhe h verwendet wird: Eph horizontale Punktbeleuchtungsstärke Epv vertikale Punktbeleuchtungsstärke

23 Leuchtdichte L

24 Leuchtdichte L Maßeinheit: cd/m2
Die Leuchtdichte ist ein Maß für den Helligkeitseindruck, den das Auge von einer selbstleuchtenden oder einer beleuchteten Fläche hat. Steht die leuchtende Fläche vom Betrachter aus nicht senkrecht, so ist für die Berechnung der Leuchtdichte die vom Auge gesehene Fläche zu berücksichtigen.

25 Leuchtdichte L Maßeinheit: cd/m2
Unterschieden werden muß zwischen der Leuchtdichte eines Selbststrahlers und der Leuchtdichte einer reflektierenden Oberfläche. Bei der reflektierenden Leuchtdichte gilt es zu beachten, um welche Form der Reflexion es sich handelt: gerichteten Reflexion (Spiegel) rein diffusen Reflexion (Tapete) gemischten Reflexion

26 Leuchtdichte L Maßeinheit: cd/m2
Betrachtet man die gerichtete Reflexion, so ist die reflektierte Leuchtdichte proportional zur einfallenden Leuchtdichte. r Grad der gerichteten Reflexion L0 einfallende Leuchtdichte Lr reflektierende Leuchtdichte

27 Leuchtdichte L Maßeinheit: cd/m2
Die diffuse Reflexion ist ein Sonderfall, bei dem das Objekt in alle Richtungen die gleiche Leuchtdichte ausstrahlt.

28 Leuchtdichte L Maßeinheit: cd/m2
Bei der gemischten Reflexion setzt sich die Leuchtdichte aus einem diffusen Anteil und einem gerichteten Anteil zusammen. Der Einfluss der Oberfläche kann durch einen Leuchtdichtekoeffizienten charakterisiert werden.