Farbtemperatur

Die Farbtemperatur ist ein Messwert, der die Lichtfarbe einer Lichtquelle wie einer LED-Leuchte in Zahlen ausdrückt. So lassen sich z.B. verschiedene Farbtöne bei Weiß unterscheiden und miteinander ins Verhältnis setzen. Ein als warm empfundenes weißes Licht enthält mehr Anteile von Rot, während ein als kühl und sachlich empfundenes weißes Licht mehr bläuliche Anteile enthält. Die entsprechenden Richtwerte für LED-Leuchten lassen sich relativ leicht merken und können beim Kauf als Richtschnur für den Kunden dienen. Jedoch werden heute auf den LED-Leuchten meist nicht nur die reinen Zahlen der Farbtemperatur angegeben, sondern die Art und Farbe des Lichts auch grafisch zum Ausdruck gebracht.

Die üblicherweise verwendeten LED-Leuchten reichen von einem warmen Weiß ab ca. 2.700 Kelvin bis zu einem Tageslichtweiß, das mit seinem höheren Blauanteil bis über 6.500K Kelvin erreicht. Doch wie kommt es zu diesen Messwerten?

Der Wert der Farbtemperatur wird in Kelvin ausgedrückt. Die Temperaturskala Kelvin hat ihren Nullpunkt in der theoretisch angenommenen tiefsten Temperatur, dem sogenannten absoluten Nullpunkt. Der liegt bei – 273,15 °C. Da die Skala gleich große Einheiten wie die Celsius-Skala nutzt, entspricht 0 °C also auch 273,15 K. Aufgrund der internationalen Verwendung in der Wissenschaft und hier vor allem der Thermodynamik ist Kelvin die SI-Basiseinheit der thermodynamischen Temperatur und gleichzeitig auch eine gesetzliche Temperatureinheit in den meisten Ländern der Welt.

Um die Farbtemperatur in messbaren Werten auszudrücken, bedient man sich eines theoretisch angenommenen idealen Konstrukts, dem sogenannten schwarzen Körper. Dieser Körper verfügt über Eigenschaften, die ihn jede auftreffende elektromagnetische Strahlung “schlucken” lassen, er reflektiert also nichts. Sobald der schwarze Körper durch Erhitzung eine Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts in Kelvin erreicht, beginnt er eine elektromagnetische, thermische bzw. Wärmestrahlung abzugeben. Je höher die Temperatur des schwarzen Körpers wird, desto kürzer werden die Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung, die er abgibt. Ab einer gewissen Energie von mehr als 500 W/m² erreicht die Wellenlänge den für Menschen sichtbaren Bereich. Wenn der Körper immer weiter erhitzt wird, durchläuft die sichtbare Strahlung die Farbbereiche von Rot, Orange, Gelb und Weiß bis zum Hellblau. Erreicht der schwarze Körper auf diesem Weg z.B. die Oberflächentemperatur der Sonne, strahlt der Körper nahezu völlig weiß, da der größte Teil der Strahlung jetzt im sichtbaren Bereich liegt. Die Strahlungsleistung liegt dann theoretisch bei 64.000 W/m² also 64 MW/m².

Die auf den LED-Leuchten angegeben Kelvin-Werte wie z.B. 3.500 K entsprechen natürlich nicht der Temperatur, die die Leuchte erreicht, sondern beschreiben eine wahrgenommene Ähnlichkeit der abgegebenen Farbe der LED mit der theoretischen Färbung des schwarzen Körpers.