Lichtleistung

Im Umgangssprachlichen stößt man in Bezug auf das Licht auf verschiedene Ausdrücke, die in der Fachsprache nicht verwendet werden können, weil sie wissenschaftlich nicht begründbar sind oder verschiedene Phänomene bezeichnen. Die Lichtleistung kann sich beziehen auf

• Die Strahlungsleistung als die differentielle Energiemenge, die in einem bestimmten Zeitraum von elektromagnetischen Wellen transportiert wird. Sie wird in Watt gemessen.
• Den Lichtstrom als Entsprechung der Strahlungsleistung im Wellenbereich des sichtbaren Lichts. Der Lichtstrom wird in Lumen gemessen.
• Die elektrische Leistung, die von einem Leuchtmittel oder einer Beleuchtungsanlage in einem Zeitraum aufgenommen und zu einem Teil als Lichtausbeute umgesetzt wird. Sie wird ebenfalls in Watt gemessen.

Diese drei Werte unterscheiden sich mehr oder weniger je nach eingesetztem Leuchtmittel, der gewählten Farbtemperatur und anderen Faktoren.

Was ist der Lichtstrom?

Der Lichtstrom gibt in der Größenordnung Lumen (lm) an, wieviel vom menschlichen Auge wahrnehmbares Licht eine Lichtquelle in einer festgelegten Zeitspanne abgibt.

Die Wahrnehmungsfähigkeit des Auges

Der Spektralbereich der Wahrnehmungsfähigkeit des Auges wird nochmals beschränkt durch die jeweilige Wellenlänge des Lichts. Der Helligkeitseindruck, den der sichtbare Teil einer gegebenen Strahlungsleistung ergibt, muss mit der Empfindlichkeit des menschlichen Auges für Helligkeit ins Verhältnis gesetzt werden. Hierbei gilt es noch zwischen der Sehleistung bei Tageslicht und in der relativen Dunkelheit zu unterscheiden, da dann jeweils unterschiedliche Zellen im Auge tätig werden. Für eine einzelne Wellenlänge, also ein rein einfarbiges, sogenanntes monochromatisches Licht entspricht die Strahlungsleistung von 1 Watt einem Lichtstrom von 683 lm. Für andere Wellenlängen ergeben sich geringere Werte für den Lichtstrom. Das gilt erst recht für das übliche Gemisch von Wellenlängen.

Das Verhältnis zwischen diesem sogenannten photometrischen Strahlungsäquivalent in Lumen je Watt bezieht sich auf die Zahl an Lumen, die je Watt abgestrahlter elektromagnetischer Leistung erzielt werden. Davon unterscheidet sich die Lichtausbeute erheblich. Die Lichtausbeute gibt an, wieviel Lumen durch die in der Leuchte und im Leuchtmittel aufgenommene elektrische Energie abgegeben werden. Damit verringert sich die Lichtausbeute erheblich durch die technische Umwandlung in sichtbares Licht. Dabei entstehen Verluste, die sich z.B. in Wärme ausdrücken können. Je höher der von einem Leuchtmittel abgegebene Wärmeanteil der aufgenommenen elektrischen Leistung ist, desto geringer wird der Lumen-Anteil je Watt sein.

So lassen sich abhängig von der aufgenommenen Leistung in Watt, der Rohrlänge bei Leuchtstoffröhren, der Leuchtdichte und anderer Parameter in etwa folgende grobe Vergleichswerte angeben. Die Glühbirne fällt mit einer Lichtausbeute von 11 lm/Watt weit ab, während die Leuchtstoffröhre Werte um die 90 lm/Watt erzielt und die LED bis zu 250 lm/Watt erreicht. Dazu setze man diese Zahlen noch ins Verhältnis zur Nutzlebensdauer, um die wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile der LED abschätzen zu können.