{"id":10792,"date":"2026-05-28T10:00:00","date_gmt":"2026-05-28T08:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/?p=10792"},"modified":"2026-05-26T16:55:42","modified_gmt":"2026-05-26T14:55:42","slug":"lichttechnische-grundlagen-lumen-lux-candela","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/lichttechnische-grundlagen-lumen-lux-candela\/","title":{"rendered":"Vom Licht zur Beleuchtung (Teil 1) \u2013 Lichttechnische Grundlagen"},"content":{"rendered":"\n

Vom Licht zur Beleuchtung (Teil 1)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Lichttechnische Grundlagen<\/h1>\n\n\n\n

Licht ist die Grundlage unseres Lebens. Die gewaltigste, seit der Existenz unseres Planeten vorhandene Lichtquelle ist die Sonne. Ohne sie w\u00e4re die Erde eine kalte W\u00fcste ohne Flora, Fauna und Atmosph\u00e4re. Denn Licht und W\u00e4rme sind die Voraussetzungen der Photosynthese und damit von sauerstoffbildendem Pflanzenwachstum als Existenzvoraussetzung f\u00fcr Mensch, Tier und Pflanzen. Vor Urzeiten, als der Mensch noch nicht \u00fcber Feuer oder andere Lichtquellen verf\u00fcgte, war er auf die Sonne als w\u00e4rmende, erhellende Quelle am Himmel angewiesen. Erst als er selbst Licht erzeugen konnte, waren ihm Bergbau, n\u00e4chtliche Aktivit\u00e4ten und andere zivilisatorische Leistungen m\u00f6glich. Doch mit kaum einem Ph\u00e4nomen hat der Mensch so viele Schwierigkeiten, es umfassend zu erkl\u00e4ren und seine Wirkungen auf K\u00f6rper, Geist und Psyche zu beschreiben.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die moderne Physik hat durch zahlreiche Experimente nachgewiesen, dass Licht zwei \u2013 in letzter Konsequenz durchdacht \u2013 unvereinbare Wesensmerkmale hat. Manche Wirkungen des Lichts lassen sich nur erkl\u00e4ren, wenn man seinen Wellencharakter voraussetzt, andere erfordern zwingend seine Partikelstruktur. Dieser Dualismus zwischen (elektromagnetischer) Welle und (geladenem) Teilchen ist bis heute noch nicht durch eine \u00fcbergeordnete, geschlossene Theorie befriedet. Wir wollen in diesem Artikel unter Licht denjenigen Teil des elektromagnetischen Spektrums verstehen, den unsere Augen wahrnehmen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

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Das elektromagnetische Spektrum<\/h2>\n\n\n\n

Elektromagnetische Strahlung sind elektromagnetische Wellen, die aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern bestehen. Ihr Spektrum erstreckt sich von L\u00e4ngstwellen mit mehreren tausend Kilometern Wellenl\u00e4nge bis zu h\u00f6chstfrequenten kosmischen Strahlungen mit weniger als 10\u201315 m (10\u201315 m = 1 Femtometer) Wellenl\u00e4nge. Die Frequenz der elektromagnetischen Strahlung ist \u00fcber Gleichung 1<\/mark> mit ihrer Wellenl\u00e4nge und der Lichtgeschwindigkeit verbunden.<\/p>\n\n\n\n

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Das sichtbare Spektrum<\/h2>\n\n\n\n

Schon Goethe hatte vor 200 Jahren in seiner Farbenlehre gesagt: \u201eDas Licht \u00fcberliefert das Sichtbare dem Auge, das Auge \u00fcberliefert\u2019s dem ganzen Menschen.\u201c Damit hatte er voll ins Schwarze getroffen. Denn das Auge ist tats\u00e4chlich eine Empfangseinrichtung f\u00fcr elektromagnetische Strahlung, allerdings nur f\u00fcr einen kleinen Ausschnitt daraus \u2013 das sichtbare Licht.<\/p>\n\n\n\n

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Das sichtbare Lichtspektrum (Bild 1)<\/mark> beginnt vom Infrarot (W\u00e4rmestrahlung) kommend bei einer Wellenl\u00e4nge von etwa 780 nm und geht bei 380 nm in Ultraviolett \u00fcber. Mit Gleichung 1<\/mark> errechnen sich die zugeh\u00f6rigen Frequenzen zu 384,3 THz bzw. 788,9 THz (1 THz = 1012 Hz). Ganz exakt lassen sich diese Grenzwerte nicht angeben, weil die Eigenschaften des menschlichen Auges von Mensch zu Mensch variieren.
Die wichtigsten Spektralfarben sind:
Rot<\/mark><\/strong> (780\u2013640 nm bzw. 384\u2013468 THz) \u00fcber Orange<\/mark><\/strong> (640\u2013600 nm bzw. 468\u2013500 THz), Gelb<\/mark><\/strong> (600\u2013570 nm bzw. 500\u2013526 THz), Gr\u00fcn<\/mark><\/strong> (570\u2013490 nm bzw. 526\u2013612 THz), Blau<\/mark><\/strong> (490\u2013430 nm bzw. 612\u2013697 THz) bis zu Violett<\/mark><\/strong> (430\u2013380 nm bzw. 697\u2013789 THz).
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\"Gleichung
Gleichung 1<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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\"Bild
Bild 1: Vom gesamten Spektrum der elektromagnetischen Strahlung ist der sichtbare Anteil nur ein winziger Teil. (Quelle: Philips)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Das menschliche Auge hat seine maximale Empfindlichkeit beim helladaptierten Sehen (Tagsehen) im Bereich von 555 nm (Gelb-Gr\u00fcn). Dieses Empfindlichkeitsmaximum verschiebt sich mit zunehmender Dunkelheit (Nachtsehen) bis zu 510 nm (Blau), weil daf\u00fcr andere Rezeptoren in der Netzhaut ins Spiel kommen.<\/p>\n\n\n\n

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Bild 2<\/mark> zeigt die auf einen Maximalwert von 1 normierten Empfindlichkeitskurven V(\u03bb) des Auges f\u00fcr Tag- und Nachtsehen. Die nicht normierten Kurven werden auch als photometrisches Strahlungs\u00e4quivalent bezeichnet. Ihre Maximalwerte betragen 683 lm\/W f\u00fcr Tagsehen und 1699 lm\/W f\u00fcr Nachtsehen. Dies muss bei der Bewertung des sichtbaren Lichts ber\u00fccksichtigt werden und schl\u00e4gt sich in den fotometrischen Einheiten f\u00fcr den Lichtstrom Lumen (lm) und die Lichtst\u00e4rke Candela (cd) nieder. Nicht sichtbare Strahlung hingegen wird durch strahlungsphysikalische Einheiten wie Strahlungsdichte (Watt\/Sterad) u. a. beschrieben. Wir wollen auf die lichttechnischen Gr\u00f6\u00dfen im Folgenden genauer eingehen.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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\"Bild
Bild 2: F\u00fcr Tag- und Nachtsehen kommen beim Auge zwei Arten von Rezeptoren mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit zum Einsatz.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Sterad<\/h2>\n\n\n\n

Bei der Definition lichttechnischer Gr\u00f6\u00dfen spielt der Steradiant, auch Sterad (srad, sr) genannt, eine wichtige Rolle. Er ist definiert als ein Teil der Oberfl\u00e4che einer Kugel, dividiert durch das Quadrat des Kugelradius. Der Begriff l\u00e4sst sich veranschaulichen, wenn wir eine Kugel mit dem Radius r betrachten. Der Sterad beschreibt nun einen vom Mittelpunkt der Kugel aus gemessenen Raumwinkel, der eine gewisse Fl\u00e4che A aus der Kugeloberfl\u00e4che ausschneidet. Ein Raumwinkel von 1 sr umschlie\u00dft auf der Oberfl\u00e4che einer Kugel mit Radius 1 m eine Fl\u00e4che von 1 m\u00b2. Weil die Oberfl\u00e4che dieser Kugel 4 \u03c0 r\u00b2 = 4 \u03c0 m\u00b2 betr\u00e4gt, hat die gesamte Kugel einen Raumwinkel von 4 \u03c0 sr. <\/p>\n\n\n\n

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Bild 3<\/mark> soll dies veranschaulichen. Darin sehen wir eine Kugel mit Radius r, in welcher der ebene \u00d6ffnungswinkel \u03b1 einen Konus beschreibt, dessen Kappe die Fl\u00e4che A hat. Der Zusammenhang zwischen dem ebenen \u00d6ffnungswinkel \u03b1 und dem Raumwinkel \u03a9 ist in Gleichung 2<\/mark> abgeleitet. In Tabelle 1<\/mark> sind einige Werte f\u00fcr \u03b1 berechnet.<\/p>\n\n\n\n

\"Gleichung
Gleichung 2<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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\"Bild
Bild 3: Der Raumwinkel \u03a9 ist im Dreidimensionalen das Gegenst\u00fcck zum ebenen Winkel \u03b1. Er ist der Quotient aus einem Teil einer Kugeloberfl\u00e4che und dem Radius im Quadrat.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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\"Tabelle
Tabelle 1: Berechnung einiger Werte f\u00fcr \u03b1<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Lichtstrom (Lumen)<\/h2>\n\n\n\n
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Mit der Einheit Sterad (sr) f\u00fcr den Raumwinkel lassen sich die wichtigsten lichttechnischen Gr\u00f6\u00dfen als physikalische sowie unter Ber\u00fccksichtigung der Farbempfindlichkeitskurve des Auges als physiologische Gr\u00f6\u00dfen mit ihren jeweiligen Einheiten beschreiben. Eine Zusammenstellung der wesentlichen Gr\u00f6\u00dfen zeigt die Tabelle in Bild 4<\/mark>. Dabei muss man wissen,
dass bei der h\u00f6chsten Empfindlichkeit des hellsehenden Auges (555 nm) eine Strahlungsleistung von 1 W einem Lichtstrom von 683 Lumen entspricht. Die Strahlungsleistung bei anderen Wellenl\u00e4ngen ist entsprechend der normierten Empfindlichkeitskurve V(\u03bb) in einen \u00e4quivalenten Lichtstrom umzurechnen.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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\"Bild
Bild 4: Die wichtigsten energie- und lichttechnischen Gr\u00f6\u00dfen im \u00dcberblick<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Der Lichtstrom (auch Strahlungsfluss genannt), gemessen in Lumen (lm), ist das physiologische Gegenst\u00fcck zur physikalischen Strahlungsleistung (gemessen in Watt). Er ber\u00fccksichtigt die Empfindlichkeitskurve des Auges, die oft mit dem Formelzeichen V(\u03bb) bezeichnet wird und eine Funktion der Wellenl\u00e4nge ist. Diese wird mit dem spektral verteilten energetischen Lichtstrom \u03a6e(\u03bb) multipliziert und wichtet ihn damit wellenl\u00e4ngenabh\u00e4ngig. So ist die Definitionsgleichung f\u00fcr den gesamten Lichtstrom \u03a6v \u00fcber das Sehspektrum plausibel (Gleichung 3)<\/mark>. Man beachte, dass die Indizes v f\u00fcr visuell und e f\u00fcr energetisch stehen.<\/p>\n\n\n\n

\"Gleichung
Gleichung 3<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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F\u00fcr monochromatisches Licht (z. B. eines Lasers) der Wellenl\u00e4nge \u03bbmono<\/sub> vereinfacht sich Gleichung 3<\/mark>, weil es jetzt nur noch eine Frequenz zu ber\u00fccksichtigen gibt. Dadurch wird das Integral \u00fcberfl\u00fcssig (Gleichung 4)<\/mark>.<\/p>\n\n\n\n

\"Gleichung
Gleichung 4<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Lichtst\u00e4rke (Candela)<\/h2>\n\n\n\n

Die Lichtst\u00e4rke Iv<\/sub> ergibt sich gem\u00e4\u00df Gleichung 5<\/mark> als Quotient aus Lichtstrom \u03a6v in lm und durchstrahltem Raumwinkel \u03a9 in sr (vergl. Bild 3)<\/mark>.<\/p>\n\n\n\n

\"Gleichung
Gleichung 5<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Eine Haushaltskerze gibt n\u00e4herungsweise ihr Licht gleichm\u00e4\u00dfig in alle Richtungen des Raums ab (isotroper Strahler). Bei einem Lichtstrom \u03a6v von ca. 12 lm, verteilt \u00fcber den vollen Raumwinkel 4 \u03c0 sr \u2248 12 sr, ergibt sich nach Gleichung 5<\/mark> eine Lichtst\u00e4rke von ca. 1 lm\/sr, was den Begriff Candela (Kerze) erkl\u00e4rt. Die Lichtst\u00e4rke ist unabh\u00e4ngig vom Abstand zur Lichtquelle. Sie h\u00e4ngt ausschlie\u00dflich vom durchstrahlten Raumwinkel ab und ber\u00fccksichtigt dabei ein unterschiedliches Abstrahlverhalten der Lichtquelle in verschiedene Richtungen. Dieses kann beispielsweise durch einen Reflektor oder eine B\u00fcndelungsoptik bewirkt werden.<\/p>\n\n\n\n

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Beleuchtungsst\u00e4rke (Lux)<\/h2>\n\n\n\n

W\u00e4hrend die Lichtst\u00e4rke beschreibt, wie viel Lichtleistung (Lichtstrom) in einen bestimmten Raumwinkel abgestrahlt wird, sagt die Beleuchtungsst\u00e4rke Ev<\/sub>, aus, wie viel davon auf einer bestimmten Fl\u00e4che A ankommt. Sie ist also eine sehr sinnvolle empfangsbezogene Gr\u00f6\u00dfe, denn es interessiert z. B. weniger, welcher Lichtstrom eine Deckenlampe im B\u00fcro verl\u00e4sst, sondern ob dadurch eine Schreibtischoberfl\u00e4che gut ausgeleuchtet wird. Das f\u00fchrt zur Definition der Beleuchtungsst\u00e4rke gem\u00e4\u00df Gleichung 6<\/mark>.<\/p>\n\n\n\n

\"Gleichung
Gleichung 6<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Die Beleuchtungsst\u00e4rke Ev<\/sub> nimmt im Quadrat des Abstands zur Lichtquelle ab, wogegen die Lichtst\u00e4rke Iv<\/sub> unabh\u00e4ngig vom Abstand zur Lichtquelle ist. Um ein gewisses Gef\u00fchl f\u00fcr die abstrakte Gr\u00f6\u00dfe \u201eBeleuchtungsst\u00e4rke in Lux\u201c zu entwickeln, sollte man sich die Tabelle in Bild 5<\/mark> gut ansehen und einige wichtige Werte einpr\u00e4gen. Damit kann man ungef\u00e4hr einordnen, welchen Lichtverh\u00e4ltnissen ein bestimmter Lux-Wert entspricht. Die Tabelle macht den gewaltigen Dynamikumfang des menschlichen Auges deutlich. Es ist anschaulich, dass die Neigung der beleuchteten Oberfl\u00e4che gegen\u00fcber dem einfallenden Licht eine Rolle f\u00fcr deren Beleuchtungsst\u00e4rke spielt. Am h\u00f6chsten ist die Beleuchtungsst\u00e4rke, wenn das Licht senkrecht auf die beleuchtete Fl\u00e4che auftrifft. Abweichungen vom rechten Winkel f\u00fchren zu einem R\u00fcckgang der Beleuchtungsst\u00e4rke nach der Kosinusfunktion (Bild 6)<\/mark>.<\/p>\n\n\n\n

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\"Bild
Bild 5: Einige Beispiele f\u00fcr Beleuchtungsst\u00e4rken sollte man sich einpr\u00e4gen, um ein Gef\u00fchl f\u00fcr diese Gr\u00f6\u00dfe zu entwickeln.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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\"Bild
Bild 6: Die Beleuchtungsst\u00e4rke h\u00e4ngt davon ab, unter welchem Winkel die Lichtstrahlen auf die beleuchtete Fl\u00e4che treffen.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Bei Luxmetern ist deshalb oft ein Kosinusdiffusor vor dem Messsensor angebracht, um die Winkelabh\u00e4ngigkeit einer Messung zu reduzieren. Um die durchschnittliche Beleuchtungsst\u00e4rke in einem Raum zu ermitteln, muss seine Grundfl\u00e4che in mehrere gleich gro\u00dfe, m\u00f6glichst quadratische Gebiete eingeteilt werden. Dann wird die Beleuchtungsst\u00e4rke in der Mitte jedes Quadrats gemessen und der Durchschnitt der Ergebnisse ermittelt. Die Mindestzahl an Gebieten bestimmt die Genauigkeit der Messung. Sie wird \u00fcber die Zahl n gem\u00e4\u00df Gleichung 7<\/mark> und der darin enthaltenen Tabelle berechnet (Quelle: Benning GmbH & Co. KG, Bocholt).

Beispiel: <\/strong>F\u00fcr einen Raum mit den Grundma\u00dfen 5 x 6 m und einem Abstand zwischen Mess- und Leuchtmittelebene von 1,8 m berechnet sich n zu 1,5. Daraus folgt, dass f\u00fcr eine 5%ige Genauigkeit der gemittelten Beleuchtungsst\u00e4rke an 18 Stellen gemessen werden muss.<\/p>\n\n\n\n

\"Gleichung
Gleichung 7<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Leuchtdichte<\/h2>\n\n\n\n
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Reale Lichtquellen sind nicht punktf\u00f6rmig, sondern haben eine gewisse Ausdehnung (Bild 7)<\/mark>. Die vollst\u00e4ndige, in eine Richtung ausgesandte Lichtst\u00e4rke ist dann die Summe der Beitr\u00e4ge der einzelnen Fl\u00e4chenelemente der Lichtquelle. F\u00fcr jedes dieser Fl\u00e4chenelemente kann man nun die sogenannte Leuchtdichte angeben (Gleichung 8)<\/mark>. Dabei ist dA‘ = dA cos(\u03b1) die scheinbar leuchtende Fl\u00e4che, weil sie senkrecht zu den Sehstrahlen steht.<\/p>\n\n\n\n

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\"Gleichung
Gleichung 8<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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\"Bild
Bild 7: Die Gl\u00fchlampe mit mattiertem Glas sendet von jedem Bruchteil ihrer Oberfl\u00e4che einen Beitrag zum gesamten Lichtstrom, der das Auge des Betrachters erreicht.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Werden alle Leuchtdichtebeitr\u00e4ge im f\u00fcr den Beobachter sichtbaren Bereich der Gl\u00fchlampe aufintegriert, erh\u00e4lt man deren gesamte Leuchtdichte. Wenn die Leuchtdichte eines Strahlers vom Betrachtungswinkel unabh\u00e4ngig sein soll, muss die Lichtst\u00e4rke (wie an Gleichung 8<\/mark> zu sehen) eine kosinusf\u00f6rmige Abh\u00e4ngigkeit vom Blickwinkel haben (Gleichung 9)<\/mark>. Ein derartiger Strahler (Lambert-Strahler) ist z. B. eine von hinten beleuchtete Milchglasscheibe, die das durchgeleitete Licht vollkommen diffus streut.<\/p>\n\n\n\n

\"Gleichung
Gleichung 9<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Das Strahlungsverhalten eines Lambert-Strahlers zeigt Bild 8<\/mark>. Der gesamte Lichtstrom eines Lambert-Strahlers ergibt sich durch Integration der Lichtst\u00e4rke \u00fcber den vor ihm liegenden Raum zu \u03a6v = \u03c0 Ivmax<\/sub>. Die Leuchtdichte ist ein Ma\u00df f\u00fcr die Helligkeit einer Lichtquelle. Dem Auge scheint eine konzentrierte Lichtquelle (Leuchtdiode) heller als eine ausgedehnte (Gl\u00fchlampe), auch wenn beide die gleiche Lichtst\u00e4rke haben. Damit beide Lichtquellen den gleichen Helligkeitseindruck erzeugen, muss deren Lichtst\u00e4rke erst auf die Licht emittierende Fl\u00e4che bezogen werden und dabei zu einem gleichen Wert f\u00fchren. Wie schon gesagt, ist die Leuchtdichte L der Quotient aus Lichtst\u00e4rke und ausstrahlender Fl\u00e4che (Gleichung 10)<\/mark>.<\/p>\n\n\n\n

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\"Gleichung
Gleichung 10<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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\"Bild
Bild 8: Der Lambert-Strahler zeigt sich unter jedem Blickwinkel mit der gleichen Leuchtdichte. Voraussetzung ist die kosinusf\u00f6rmige Abh\u00e4ngigkeit der Lichtst\u00e4rke vom Blickwinkel.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Strahler mit gleicher Leuchtdichte emittieren den gleichen Lichtstrom aus einem gleich gro\u00dfen Teil ihrer Oberfl\u00e4che (oder einen doppelt so gro\u00dfen Lichtstrom aus einer doppelt so gro\u00dfen Fl\u00e4che) und werden deshalb als gleich hell empfunden.

Ein Beispiel:<\/strong> Die Helligkeit eines Monitor-Displays mit einer Fl\u00e4che von 0,25 m\u00b2 wird mit 1000 cd\/m\u00b2 angegeben. Das Display strahlt demnach mit 250 Candela in den Raum. Ein Display mit der doppelten Fl\u00e4che m\u00fcsste also mit der doppelten Candelazahl abstrahlen, um ein gleich helles Bild zu haben.<\/p>\n\n\n\n

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Die Tabelle in Bild 9<\/mark> gibt einen \u00dcberblick \u00fcber verschiedene Lichtquellen und ihre Leuchtdichten. An einem weiteren Beispiel wollen wir unser Verst\u00e4ndnis vertiefen. Die Sonne emittiert mit einer Fl\u00e4che von A = \u03c0D\u00b2\/4 in Richtung Erde. Die Sonne hat einen Durchmesser von D = 1,4 Mio. km und \u201ezeigt\u201c uns eine Fl\u00e4che von A = 1,5394 x 1012 km2<\/sup>. Bei senkrechter Einstrahlung und klarem Himmel betr\u00e4gt die Beleuchtungsst\u00e4rke 100.000 Lux (vergl. Bild 5)<\/mark>. Die restliche Rechnung demonstriert Gleichung 11<\/mark>:<\/p>\n\n\n\n

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\"Gleichung
Gleichung 11<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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\"Bild
Bild 9: Die Leuchtdichte beschreibt, wie hell wir eine Lichtquelle empfinden.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Dieser Wert stimmt recht gut mit dem in Bild 5<\/mark> mit 100.000 cd\/m\u00b2 angegebenen \u00fcberein, denn bei unserer Rechnung haben wir keinerlei D\u00e4mpfung des Sonnenlichts im interstellaren Raum und durch die Erdatmosph\u00e4re angenommen, wodurch der berechnete Wert etwas h\u00f6her ausf\u00e4llt. In Bild 10<\/mark> ist der Unterschied zwischen Beleuchtung und Leuchtdichte noch einmal veranschaulicht. Die Beleuchtung beschreibt die Lichtverh\u00e4ltnisse am bestrahlten Objekt, die Leuchtdichte die Strahlungsst\u00e4rke der Lichtquelle bezogen auf ihre emittierende Fl\u00e4che.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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\"Bild
Bild 10: Die Beleuchtungsst\u00e4rke beschreibt die Lichtverh\u00e4ltnisse am beleuchteten Objekt, die Leuchtdichte sagt uns, unter welcher Helligkeit uns die Lichtquelle erscheint. <\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Bild 11<\/mark> belegt qualitativ, dass der Helligkeitseindruck von der Leuchtdichte abh\u00e4ngt. Wir sehen hier eine Energiesparlampe mit 12 W Leistungsaufnahme (links) und eine LED mit etwa 70 mW (rechts). Obwohl die LED nur ein knappes Prozent der Leistung der Energiesparlampe aufnimmt, kann sie beim Helligkeitseindruck mithalten, weil sie ihren vergleichsweise schwachen Lichtstrom \u00fcber eine kleine Fl\u00e4che aussendet. Ein weiteres Beispiel sind Laser-Pointer (Lichtzeiger f\u00fcr Vortr\u00e4ge) der Klasse 2 mit maximal 1 mW Strahlungsleistung. Diese wird als Licht aus einer winzigen Emissionsfl\u00e4che abgestrahlt. Durch den extrem kleinen \u00d6ffnungswinkel des Strahls k\u00f6nnen wir den Laser-Lichtpunkt mit seinen rund 5 mm Durchmesser trotz der geringen Abstrahlleistung noch in einigen Metern Entfernung gut sehen. Dividiert man die Leistung durch die Lichtpunktfl\u00e4che, erh\u00e4lt man eine Leistungsflussdichte der Strahlung von ca. 50 W\/m\u00b2.<\/p>\n\n\n\n

\"Bild
Bild 11: Obwohl die Leuchtdiode nur ein Prozent der Lichtst\u00e4rke einer Gl\u00fchlampe hat, erscheint sie uns heller als eine Energiesparlampe.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Leuchtkraft und Leistungsaufnahme<\/h2>\n\n\n\n

F\u00fcr die Charakterisierung der Leuchtkraft einer Lichtquelle ist es erforderlich, das gesamte Spektrum der von ihr emittierten sichtbaren Strahlung zu ber\u00fccksichtigen. Nicht sichtbare Spektralanteile im Lichtstrom tragen nichts zur Leuchtkraft bei, erfordern gleichwohl Energie zu ihrer Erzeugung. Ein Beispiel f\u00fcr eine besonders unwirtschaftliche Verwertung der Speiseenergie ist die klassische Gl\u00fchlampe. Sie verwandelt den L\u00f6wenanteil (ca. 95 %) davon in W\u00e4rmestrahlung, also nicht sichtbares Licht, das einen W\u00e4rmeeindruck auf unserer Haut erzeugt. Nur ca. 5 % strahlt sie im Wellenl\u00e4ngenbereich des sichtbaren Lichts aus und regt damit die Rezeptoren in der Netzhaut des Auges an. Die Lichtausbeute \u03b7 als Quotient aus Lichtstrom \u03a6v und eingesetzter elektrischer Leistung Pe<\/sub> beschreibt die Effizienz des Leuchtmittels (Gleichung 12)<\/mark>.<\/p>\n\n\n\n

\"Gleichung
Gleichung 12<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Es ist also nicht sinnvoll, die aufgenommene Leistung eines Leuchtmittels in Watt (W) als Ma\u00df f\u00fcr seine Helligkeit heranzuziehen, sondern den von ihm abgegebenen Lichtstrom in Lumen (lm). Darin sind der Wirkungsgrad des Leuchtmittels und der visuelle Eindruck des menschlichen Beobachters ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n\n\n\n

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ANSI-Lumen<\/h2>\n\n\n\n
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Zur objektiven Beschreibung des Lichtstroms einer Lampe f\u00fcr Projektoren wurde vom American National Standards Institute (ANSI) in der Norm IT7.227-1998 ein Verfahren angegeben, dessen Ergebnis den ANSI-Lumen-Wert des Leuchtmittels liefert. Die 2003 zur\u00fcckgezogene Norm wird durch die Europanorm EN 61947-1, Teil 1 in Zusammenhang mit der Norm IEC 61966-6 der International Electrotechnical Commission (IEC) und der DIN EN 61966, Teil 6 ersetzt. Dennoch hat sich der Begriff \u201eANSI-Lumen\u201c erhalten. Das in der DIN 19045, Teil 8 genau beschriebene Verfahren teilt die Projektionsfl\u00e4che in neun Felder ein, in deren Mitte die jeweilige Beleuchtungsst\u00e4rke mit einem Lux-Meter gemessen wird (Bild 12)<\/mark>.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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\"Bild
Bild 12: Das ANSI-Lumen beschreibt, wie hell ein Videoprojektor seine Bilder an die Wand wirft.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Aus den neun Messwerten wird der Mittelwert gebildet. Dieser h\u00e4ngt von der Gr\u00f6\u00dfe der Projektionsfl\u00e4che ab. Den davon unabh\u00e4ngigen Lumen-Wert als gesamten vom Leuchtmittel ausgehenden Lichtstrom erh\u00e4lt man durch Multiplikation der Projektionsfl\u00e4che mit dem Lux-Mittelwert. Der ANSI-Lumen-Wert hat den Vorteil, etwas \u00fcber die tats\u00e4chlich an der Leinwand ankommende Lichtstrahlung auszusagen. So sind qualit\u00e4tsmindernde Einfl\u00fcsse von Projektoroptik, Lampe und Spiegel eliminiert. Nat\u00fcrlich gibt dieser ANSI-Lumen-Wert keine Auskunft \u00fcber die Homogenit\u00e4t der Ausleuchtung des Projektionsfeldes.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Was ist der Unterschied zwischen Lumen, Lux und Candela \u2013 und warum sagt Watt fast nichts \u00fcber Helligkeit aus? In Teil 1 kl\u00e4ren wir die wichtigsten lichttechnischen Gr\u00f6\u00dfen vom sichtbaren Spektrum \u00fcber Raumwinkel (Sterad) bis zur Leuchtdichte. Mit vielen Beispielen entsteht ein belastbares Grundverst\u00e4ndnis f\u00fcr moderne Beleuchtung.<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":10858,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[171],"tags":[1708,1699,1705,1709,1714,1702,1710,1701,1700,1698,1703,1707,1713,1704,1706,1711],"post-author":[57],"class_list":["post-10792","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-technik-wissen","tag-ansi-lumen-projektor","tag-beleuchtungsstaerke-lux","tag-elektromagnetisches-spektrum","tag-farbempfindlichkeit-auge","tag-lambert-strahler","tag-leuchtdichte-cd-m2","tag-lichtausbeute-lm-w","tag-lichtstaerke-candela","tag-lichtstrom-lumen","tag-lichttechnische-grundlagen","tag-lumen-lux-candela","tag-photometrische-groessen","tag-sichtbares-lichtspektrum-380-780-nm","tag-steradiant-raumwinkel-sr","tag-tagsehen-nachtsehen","tag-v-lambda-empfindlichkeitskurve","post-author-karsten-jungk"],"acf":[],"info":{"thumbnail":{"url":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/header_licht_zu_bel.jpg","alt":""},"teaserImage":{"ID":10859,"id":10859,"title":"liste-beitrag_licht_zu_bel_t1","filename":"Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1.jpg","filesize":63778,"url":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1.jpg","link":"https:\/\/de.elv.com\/elvjournal\/lichttechnische-grundlagen-lumen-lux-candela\/liste-beitrag_licht_zu_bel_t1\/","alt":"","author":"5","description":"","caption":"","name":"liste-beitrag_licht_zu_bel_t1","status":"inherit","uploaded_to":10792,"date":"2026-02-18 13:17:46","modified":"2026-02-18 13:17:46","menu_order":0,"mime_type":"image\/jpeg","type":"image","subtype":"jpeg","icon":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-includes\/images\/media\/default.png","width":433,"height":274,"sizes":{"thumbnail":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1-250x250.jpg","thumbnail-width":250,"thumbnail-height":250,"medium":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1-300x190.jpg","medium-width":300,"medium-height":190,"medium_large":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1.jpg","medium_large-width":433,"medium_large-height":274,"large":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1.jpg","large-width":433,"large-height":274,"1536x1536":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1.jpg","1536x1536-width":433,"1536x1536-height":274,"2048x2048":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1.jpg","2048x2048-width":433,"2048x2048-height":274,"gform-image-choice-sm":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1.jpg","gform-image-choice-sm-width":300,"gform-image-choice-sm-height":190,"gform-image-choice-md":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1.jpg","gform-image-choice-md-width":400,"gform-image-choice-md-height":253,"gform-image-choice-lg":"https:\/\/elvjournal.elv.com\/wp-content\/uploads\/Liste-Beitrag_licht_zu_bel_t1.jpg","gform-image-choice-lg-width":433,"gform-image-choice-lg-height":274}},"categories":[{"id":171,"name":"Technik-Wissen","slug":"technik-wissen"}],"authors":[{"id":57,"name":"Karsten Jungk","slug":"karsten-jungk"}],"document":false,"epaper":"","date":"28. 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