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Lichtstrom in Lumen(lm)

Der Lichtstrom ist eine auf das menschliche Auge angepasste Größe, die angibt, wie viel sichtbares Licht eine Lichtquelle pro Zeiteinheit abstrahlt. Er berücksichtigt, im Gegensatz zur physikalischen Strahlungsleistung, zusätzlich die Empfindlichkeit des menschlichen Auges.

Die Maßeinheit von Lichtsstrom wird in Lumen (lm) angegeben.

Das Lumen (lateinisch für Licht, Leuchte) ist die SI-Einheit des Lichtstroms. Es gibt an, wie viel für das Auge sichtbares Licht eine Lampe pro Zeiteinheit abgibt.

Die Einheit Lumen wurde 1894 von André-Eugène Blondel vorgeschlagen und 1896 auf dem Internationalen Elektrikerkongress in Genf angenommen.

Jede Lichtquelle gibt Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung ab, die pro Zeiteinheit abgestrahlte Energie wird als Strahlungsleistung bezeichnet.

Das menschliche Auge kann aber nur einen bestimmten Spektralbereich wahrnehmen. Die Empfindlichkeit des Auges hängt stark von der Wellenlänge λ (Lambda) des sichtbaren Lichtes ab.

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Hellempfindlichkeitskurve

Für die Beschreibung des Helligkeitseindrucks wird der sichtbare Anteil der Strahlungsleistung daher mit der Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges bewertet. Das Ergebnis ist der Lichtstrom Φ v . Um zu betonen, dass der Lichtstrom eine speziell auf das menschliche Auge abgestimmte Größe ist, wird er nicht in der Maßeinheit Watt(W) angegeben, sondern hat seine eine eigene Maßeinheit, das Lumen (lm).

Spektrum des sichtbaren Lichtes

Für das Tagsehen liegt das Maximum V(λ) = 1 der Hellempfindlichkeitskurve bei der Wellenlänge λ = 555 nm dies ist ein gelbgrünes Licht. Der Skalierungsfaktor Km wurde auf 683 lm/W festgelegt. Für Licht der Wellenlänge λ = 555 nm entspricht also eine Strahlungsleistung von 1 W einem Lichtstrom von 683 lm, bei anderen Wellenlängen ist der Lichtstrom bei gleicher Strahlungsleistung geringer. Im Regelfall besteht Licht aber aus einem Gemisch von verschiedenen Wellenlängen, die unterschiedlich stark zum Helligkeitseindruck beitragen. K ist dann das gewichtete Mittel („Durchschnitt“) von K(λ). Für das Wellenlängengemisch des Tageslichts ist K ≈ 125 lm/W.

Beim Nachtsehen, also bei geringer Helligkeit oder auch geringerer Leuchtdichte, wird das Licht im Auge von anderen Zellen registriert. Diese Zellen verfügen über eine andere Empfindlichkeit. Das Maximum liegt hier bei einer Wellenlänge von λ = 507 nm einem hellblauen Licht. Die entsprechenden Größe Km liegt dann bei 1699 lm/W.

Beispiele verschiedener Lichtströme

In der folgenden Tabelle findet man die Lichtströme von verschiedenen Lichtquellen.

Lichtquelle Lichtstrom in lm
Kerze ca. 10
Glühlampe 40 W 430
Glühlampe 60 W 730
Leuchtstofflampe 15 W Länge 438 mm 650
Leuchtstofflampe 58 W Länge 1500 mm 5.200
LED-Leuchtbild 60 x 40 cm bei 14,4 W 1.080
Sonne 37.000.000.000.000.000.000.000.000.000