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	<title>Leuchtdichte - Versionsgeschichte</title>
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	<subtitle>Versionsgeschichte dieser Seite in Demo Wiki</subtitle>
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		<id>https://demowiki.knowlus.com/index.php?title=Leuchtdichte&amp;diff=13422&amp;oldid=prev</id>
		<title>imported&gt;Bautsch: Überflüssige Leerzeilen entfernt</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://demowiki.knowlus.com/index.php?title=Leuchtdichte&amp;diff=13422&amp;oldid=prev"/>
		<updated>2025-04-02T06:09:53Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Überflüssige Leerzeilen entfernt&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;b&gt;Neue Seite&lt;/b&gt;&lt;/p&gt;&lt;div&gt;{{Infobox Physikalische Größe&lt;br /&gt;
|Name = Leuchtdichte&lt;br /&gt;
|Größenart = &lt;br /&gt;
|Formelzeichen = &amp;lt;math&amp;gt;L_\mathrm{v}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
|Dim = &lt;br /&gt;
|AbgeleitetVon = &lt;br /&gt;
|SI = [[Candela|cd]]·[[Quadratmeter|m&amp;lt;sup&amp;gt;−2&amp;lt;/sup&amp;gt;]]&lt;br /&gt;
|SI-Dimension = [[Länge (Physik)|L]]&amp;lt;sup&amp;gt;−2&amp;lt;/sup&amp;gt;·[[Lichtstärke (Photometrie)|J]]&lt;br /&gt;
|cgs =&amp;lt;!-- Stilb (sb) nicht hierhin, weil nur für nicht-selbstleuchtende Körper. --&amp;gt;&lt;br /&gt;
|cgs-Dimension = &lt;br /&gt;
|Anmerkungen = &lt;br /&gt;
|SieheAuch = &lt;br /&gt;
}}&lt;br /&gt;
Die &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Leuchtdichte&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&amp;amp;nbsp;&amp;#039;&amp;#039;L&amp;#039;&amp;#039;&amp;lt;sub&amp;gt;v&amp;lt;/sub&amp;gt; ({{enS|&amp;#039;&amp;#039;luminance&amp;#039;&amp;#039;}})&amp;lt;ref name=&amp;quot;IEC_845-21-050&amp;quot; /&amp;gt; liefert detaillierte Information über die Orts- und Richtungsabhängigkeit des von einer [[Lichtquelle]] abgegebenen [[Lichtstrom]]s. Die Leuchtdichte einer Fläche bestimmt, mit welcher Flächenhelligkeit das Auge die Fläche wahrnimmt und hat daher von allen [[Photometrische Größen und Einheiten|photometrischen Größen]] den unmittelbarsten Bezug zur optischen Sinneswahrnehmung.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Die Leuchtdichte beschreibt die Helligkeit von ausgedehnten, flächenhaften Lichtquellen; für die Beschreibung der Helligkeit von punktförmigen Lichtquellen ist die [[Lichtstärke (Photometrie)|Lichtstärke]] besser geeignet.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Definition ==&lt;br /&gt;
[[Datei:Flickr - bslmmrs - Barcode horse.jpg|mini|Die meisten Objekte geben von unterschiedlichen Stellen ihrer Oberfläche unterschiedlich viel Licht ab]]&lt;br /&gt;
[[Datei:uv-LED.jpg|mini|Die meisten Objekte geben in unterschiedliche Richtungen unterschiedlich viel Licht ab]]&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Für den Helligkeitseindruck einer Lichtquelle sind neben dem ausgesandten [[Lichtstrom]] &amp;lt;math display=&amp;quot;inline&amp;quot;&amp;gt;\Phi_\mathrm v&amp;lt;/math&amp;gt;, gemessen in [[Lumen (Einheit)|Lumen]] (lm), vor allem zwei weitere Größen maßgebend:&lt;br /&gt;
* die Fläche &amp;lt;math&amp;gt;A&amp;lt;/math&amp;gt;, von der dieser Lichtstrom ausgeht. Eine kleine Fläche erscheint heller als eine große Fläche, die gleich viel Licht abstrahlt. Die entsprechende photometrische Größe ist die [[Spezifische Ausstrahlung|spezifische Lichtausstrahlung]] &amp;lt;math&amp;gt;M_\mathrm v=\Phi_\mathrm v/A&amp;lt;/math&amp;gt;, gemessen in [[Lumen (Einheit)|Lumen]] durch Quadratmeter&amp;lt;!-- nicht in Lux!! --&amp;gt; (lm/m²). Bei nicht gleichmäßiger Ausstrahlung verwendet man den Lichtstrom pro Flächenelement: &amp;lt;math&amp;gt;M_\mathrm v=\mathrm d \Phi_\mathrm v/\mathrm d A&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
* der [[Raumwinkel]] &amp;lt;math&amp;gt;\Omega&amp;lt;/math&amp;gt;, in den das Licht ausgestrahlt wird. Bei Bündelung in einen kleinen Raumwinkel erscheint die Lichtquelle heller. Die entsprechende photometrische Größe ist die [[Lichtstärke (Photometrie)|Lichtstärke]] &amp;lt;math&amp;gt;I_\mathrm v=\Phi_\mathrm v/\Omega&amp;lt;/math&amp;gt;, gemessen in Lumen durch [[Steradiant]] oder [[Candela]] (1&amp;amp;nbsp;cd&amp;amp;nbsp;=&amp;amp;nbsp;1&amp;amp;nbsp;lm/sr). Bei nicht gleichmäßiger Ausstrahlung gilt entsprechend &amp;lt;math&amp;gt;I_\mathrm v=\mathrm d \Phi_\mathrm v/\mathrm d\Omega&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Der Begriff der Leuchtdichte &amp;lt;math&amp;gt;L_\mathrm v&amp;lt;/math&amp;gt; kombiniert beides und beschreibt auf diese Weise sowohl die Orts- als auch die Richtungsabhängigkeit des abgegebenen Lichtstroms:&amp;lt;ref name=&amp;quot;DIN5031-3&amp;quot; /&amp;gt;&amp;lt;ref name=&amp;quot;IEC_845-21-050&amp;quot; /&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;L_\mathrm{v} = \frac{\mathrm{d}^2\Phi_\mathrm{v}}{\mathrm{d}A \cos(\beta) \cdot \mathrm{d}\Omega}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\beta&amp;lt;/math&amp;gt; ist hierbei der Winkel zwischen Abstrahlrichtung und [[Flächennormale]], die senkrecht auf dem Flächenelement &amp;lt;math&amp;gt; \mathrm{d}A&amp;lt;/math&amp;gt; steht. Im Fall einer gleichmäßig leuchtenden ebenen Fläche &amp;lt;math&amp;gt;A&amp;lt;/math&amp;gt; mit gleichmäßiger Lichtstärke in den Raumwinkel &amp;lt;math&amp;gt;\Omega&amp;lt;/math&amp;gt; vereinfacht sich diese Gleichung zu&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;L_\mathrm{v} \, = \, \frac{I_\mathrm{v}}{A \ \cos(\beta)} \, = \, \frac{\Phi_\mathrm{v}}{A \ \cos(\beta) \cdot \Omega} &amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Der Faktor &amp;lt;math&amp;gt;1/\cos(\beta)&amp;lt;/math&amp;gt; wird hinzugefügt, weil das abstrahlende Flächenelement &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A&amp;lt;/math&amp;gt; um diesen Faktor verkürzt erscheint, der unter dem Polarwinkel &amp;lt;math&amp;gt;\beta&amp;lt;/math&amp;gt; abgegebene Lichtstrom also um den Faktor &amp;lt;math&amp;gt;\cos(\beta)&amp;lt;/math&amp;gt; geringer ist als der senkrecht abgegebene Lichtstrom. Die Division durch &amp;lt;math&amp;gt;\cos(\beta)&amp;lt;/math&amp;gt; rechnet diesen geometrischen Effekt heraus, so dass in der Leuchtdichte nur noch eine eventuelle physikalische Richtungsabhängigkeit aufgrund der Oberflächeneigenschaften (z.&amp;amp;nbsp;B. dem [[Leuchtdichtekoeffizient]]) übrig bleibt.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Für die Definition der Leuchtdichte ist es unerheblich, ob es sich bei dem vom Flächenelement abgegebenen Licht um [[Spontane Emission|(thermische oder nichtthermische) Eigenemission]], um [[Transmission (Physik)|transmittiertes]] oder [[Reflexion (Physik)|reflektiertes]] Licht oder eine Kombination daraus handelt.&lt;br /&gt;
Die Leuchtdichte ist an jedem Punkt des Raumes definiert, an dem Licht vorhanden ist.&amp;lt;ref name=&amp;quot;DIN9288&amp;quot;&amp;gt;DIN EN ISO 9288: &amp;#039;&amp;#039;Wärmeübertragung durch Strahlung – Physikalische Größen und Definitionen.&amp;#039;&amp;#039; Beuth Verlag, August 1996, für den analogen Fall der radiometrischen [[Strahldichte]].&amp;lt;/ref&amp;gt; Man denke sich anstelle eines Licht abstrahlenden Oberflächenelements gegebenenfalls ein fiktives von Licht durchstrahltes Flächenelement im Raum.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Maßeinheiten ==&lt;br /&gt;
Die [[Internationales Einheitensystem|SI-Einheit]] der Leuchtdichte ist [[Candela]] pro Quadratmeter (cd/m²).&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Im englischsprachigen Raum, vor allem in den USA, wird dafür auch die Bezeichnung &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;Nit&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; ([[Einheitenzeichen]]&amp;amp;nbsp;&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;nt&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;, von {{laS|&amp;#039;&amp;#039;nitere&amp;#039;&amp;#039;}} = „glänzen“, Mehrzahl &amp;#039;&amp;#039;Nits&amp;#039;&amp;#039;) verwendet: 1&amp;amp;nbsp;nt&amp;amp;nbsp;= 1&amp;amp;nbsp;cd/m². Das Nit ist in der [[Europäische Union|Europäischen Union]] und der [[Schweiz]] keine [[gesetzliche Einheit]].&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Weitere Einheiten sind:&lt;br /&gt;
* [[Stilb]]: 1&amp;amp;nbsp;sb = 1&amp;amp;nbsp;cd/cm² =&amp;amp;nbsp;10.000&amp;amp;nbsp;cd/m² ([[CGS-Einheitensystem|cgs-Einheit]])&lt;br /&gt;
* [[Apostilb]]: 1&amp;amp;nbsp;asb =&amp;amp;nbsp;1&amp;amp;nbsp;blondel =&amp;amp;nbsp;1/π&amp;amp;nbsp;×&amp;amp;nbsp;10&amp;lt;sup&amp;gt;−4&amp;lt;/sup&amp;gt;&amp;amp;nbsp;sb =&amp;amp;nbsp;1/π&amp;amp;nbsp;cd/m²&lt;br /&gt;
* [[Lambert (Einheit)|Lambert]]: 1&amp;amp;nbsp;L = 1&amp;amp;nbsp;la =&amp;amp;nbsp;10&amp;lt;sup&amp;gt;4&amp;lt;/sup&amp;gt;/π&amp;amp;nbsp;cd/m² ≈&amp;amp;nbsp;3183&amp;amp;nbsp;cd/m² (in den USA noch gebräuchlich)&lt;br /&gt;
* [[Footlambert]]: 1&amp;amp;nbsp;fL =&amp;amp;nbsp;1/π&amp;amp;nbsp;cd/ft² ≈&amp;amp;nbsp;3,426&amp;amp;nbsp;cd/m²&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Typische Werte ==&lt;br /&gt;
=== Empfindlichkeit der Augen ===&lt;br /&gt;
Der Beobachter nimmt die Leuchtdichten der ihn umgebenden Flächen unmittelbar als deren Flächenhelligkeiten wahr. Aufgrund der [[Adaptation (Auge)|Anpassungsfähigkeit des Auges]] können die wahrnehmbaren Leuchtdichten zahlreiche Größenordnungen überstreichen. Das menschliche Auge hat zwei Arten von Sinneszellen: die besonders lichtempfindlichen [[Stäbchen (Auge)|Stäbchen]] und die farbempfindlichen [[Zapfen (Auge)|Zapfen]].&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
* Bei {{ZahlExp|3|-6|pre=ca.|post=cd/m²}} liegt die Sehschwelle. Ab dieser Leuchtdichte ist Lichtwahrnehmung mit den Stäbchen ([[Photopisches und skotopisches Sehen|Nachtsehen]]) möglich.&lt;br /&gt;
* Ab 3…30&amp;amp;nbsp;·&amp;amp;nbsp;10&amp;lt;sup&amp;gt;−3&amp;lt;/sup&amp;gt;&amp;amp;nbsp;cd/m² tragen auch die Zapfen zum Seheindruck bei.&lt;br /&gt;
* Ab 3…30&amp;amp;nbsp;cd/m² spielt der Beitrag der Stäbchen keine Rolle mehr (reines Tagesehen).&lt;br /&gt;
* Ab 10&amp;lt;sup&amp;gt;5&amp;lt;/sup&amp;gt;…10&amp;lt;sup&amp;gt;6&amp;lt;/sup&amp;gt;&amp;amp;nbsp;cd/m² tritt Sättigung der Zapfen ([[Blendung (Überbelichtung)|Blendung]]) auf.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Die angegebenen Werte schwanken von Mensch zu Mensch und sind auch von der Wellenlänge des Lichts abhängig.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Lichtquellen ===&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;toptextcells&amp;quot;&lt;br /&gt;
|&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
|+ Natürliche Lichtquellen&lt;br /&gt;
|- class=&amp;quot;hintergrundfarbe6&amp;quot;&lt;br /&gt;
! colspan=&amp;quot;2&amp;quot; style=&amp;quot;text-align:center;&amp;quot; | Leuchtdichte (cd/m²)&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| bewölkter Nachthimmel || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 10&amp;lt;sup&amp;gt;−6&amp;lt;/sup&amp;gt;…10&amp;lt;sup&amp;gt;−4&amp;lt;/sup&amp;gt;&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| sternklarer Nachthimmel || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 0,001&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Nachthimmel bei Vollmond || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 0,1&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| mittlerer bedeckter Himmel || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 2.000&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Oberfläche des Mondes || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 2.500&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| mittlerer klarer Himmel ||style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; |  8.000&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Sonnenscheibe am Horizont || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | {{ZahlExp|6|5}}&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Sonnenscheibe am Mittag || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | {{ZahlExp|1600|6}}&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
|&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
|+ Technische Strahler&lt;br /&gt;
|- class=&amp;quot;hintergrundfarbe6&amp;quot;&lt;br /&gt;
! colspan=&amp;quot;2&amp;quot; style=&amp;quot;text-align:center;&amp;quot; | Leuchtdichte (cd/m²)&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [[Elektrolumineszenz-Folie]] || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 30…200&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [[Leuchtstofflampe#Standardisierte Baugrößen|T8]] [[Fluoreszenzröhre]], kaltweiß || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 11.000&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| matte 60-W-[[Glühlampe]]|| style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 120.000&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [[Natriumdampflampe]] || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 500.000&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [[Schwarzer Strahler]] bei 2045 K&amp;lt;ref&amp;gt;Nach der Definition der Einheit Candela von 1946 bis 1979, siehe [[Candela#Geschichte]]&amp;lt;/ref&amp;gt; || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 600.000&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Draht einer [[Halogenlampe]] || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | {{ZahlExp|30|6|pre=20…}}&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [[Leuchtdiode#Weiße LED|weiße LED]] || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | {{ZahlExp|50|6}}&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [[Xenon-Gasentladungslampe]]&amp;lt;ref&amp;gt;{{Webarchiv|url=http://assets.sylvania.com/assets/documents/ENGR_BLTN11.161355cc-1d94-4996-b6cd-a3001fea6f1a.pdf |wayback=20160303212115 |text=Datenblatt Xenonstrahler }} (PDF; 5,5&amp;amp;nbsp;MB).&amp;lt;/ref&amp;gt; || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | {{ZahlExp|5000|6}}&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
|&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;wikitable&amp;quot;&lt;br /&gt;
|+ Monitore&lt;br /&gt;
|- class=&amp;quot;hintergrundfarbe6&amp;quot;&lt;br /&gt;
! colspan=&amp;quot;2&amp;quot; style=&amp;quot;text-align:center;&amp;quot; | Leuchtdichte (cd/m²)&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| Röhrenmonitor: schwarz || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | teilweise&amp;amp;nbsp;&amp;lt;&amp;amp;nbsp;0,01&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| LCD: schwarz || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 0,15…0,8&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [[Röhrenmonitor]]: weiß || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 80…200&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| [[Flüssigkristallanzeige|LCD]]: weiß || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 150…500&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
| LED Outdoor Videowall || style=&amp;quot;text-align:right&amp;quot; | 5.000…7.500&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Lambertscher Strahler ==&lt;br /&gt;
Mit der oben genannten Definition &amp;lt;math display=&amp;quot;inline&amp;quot;&amp;gt;L_\mathrm{v} = \mathrm{d}^2\Phi_\mathrm{v}/(\mathrm{d}A \cos(\beta) \cdot \mathrm{d}\Omega)&amp;lt;/math&amp;gt; kann man umgekehrt den Lichtstrom berechnen, der von einer Abstrahlfläche emittiert wird:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\Phi_\mathrm{v} = \int_{\Omega} \int_A L_\mathrm{v}(\beta, \varphi, x, y) \cdot \cos(\beta) \mathrm{d}A \cdot \mathrm{d}\Omega\,&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Da &amp;lt;math&amp;gt;L_\mathrm v&amp;lt;/math&amp;gt; im Allgemeinen vom Ort &amp;lt;math&amp;gt;x, y&amp;lt;/math&amp;gt; auf der Leuchtfläche und von den überstrichenen Richtungen &amp;lt;math&amp;gt;\beta&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;\varphi&amp;lt;/math&amp;gt; abhängen kann, ergibt sich unter Umständen ein sehr kompliziertes Integral.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Eine wesentliche Vereinfachung tritt ein, wenn die Oberfläche von allen Stellen in alle Richtungen dieselbe Leuchtdichte &amp;lt;math&amp;gt;L_\mathrm v =\mathrm{const.}&amp;lt;/math&amp;gt; abgibt. Einen solchen Körper nennt man &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;diffusen Strahler&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039; oder &amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;[[Lambertsches Gesetz|lambertschen Strahler]].&amp;#039;&amp;#039;&amp;#039;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Ein Beispiel für eine diffus leuchtende Fläche ist ein beleuchtetes Blatt Papier. Dass das Papier diffus strahlt, also in alle Richtungen dieselbe Leuchtdichte abgibt, bedeutet für den Betrachter, dass es aus allen Richtungen betrachtet dieselbe Flächenhelligkeit aufweist. Da es aber bei schräger Betrachtung um den Projektionsfaktor &amp;lt;math&amp;gt;\cos\beta&amp;lt;/math&amp;gt; verkürzt erscheint (also einen kleineren Raumwinkel einnimmt) erreicht den Betrachter trotz gleich gebliebener Flächenhelligkeit eine geringere Lichtmenge: die Lichtstärke in dieser Richtung ist geringer.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Der von einem lambertschen Strahler in eine bestimmte Richtung abgegebene Lichtstrom &amp;lt;math&amp;gt;\Phi_\mathrm v&amp;lt;/math&amp;gt; variiert nur noch mit dem Cosinus des Abstrahlwinkels &amp;lt;math&amp;gt;\cos\beta&amp;lt;/math&amp;gt;, und das Integral ist einfach:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\Phi_\mathrm v = A \cdot L_\mathrm v \int_{\Omega} \cos(\beta) \ \mathrm{d} \, \Omega&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Dieses verbleibende Integral hängt nur noch von der Gestalt und Lage des Raumwinkels &amp;lt;math&amp;gt;\Omega&amp;lt;/math&amp;gt; ab und kann unabhängig von &amp;lt;math&amp;gt;L_\mathrm v&amp;lt;/math&amp;gt; gelöst werden. Auf diese Weise können nur von der Sender- und Empfänger&amp;#039;&amp;#039;geometrie&amp;#039;&amp;#039; abhängige allgemeine [[Sichtfaktor]]en ermittelt und fertig tabelliert werden.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Wird beispielsweise die Lichtausstrahlung in den gesamten von der Leuchtfläche überblickten Halbraum betrachtet, so ergibt sich für das Integral der Wert &amp;lt;math display=&amp;quot;inline&amp;quot;&amp;gt;\int_\cap \cos(\beta) \ \mathrm{d} \, \Omega =\pi&amp;lt;/math&amp;gt; und der Lichtstrom in den gesamten Halbraum beträgt&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\Phi_\mathrm v = \pi \, A \, L_\mathrm v\,&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Die [[spezifische Lichtausstrahlung]] ist dann entsprechend&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;M_\mathrm{v} = \pi L_\mathrm{v}\,&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Beispiel: Wenn ein Bildschirm mit der Leuchtdichte 200&amp;amp;nbsp;cd/m² und der Fläche 0,6&amp;amp;nbsp;m² die Eigenschaften eines lambertschen Strahlers hat, hat er eine spezifische Lichtausstrahlung von 200π&amp;amp;nbsp;lm/m² und emittiert einen Lichtstrom von 120π&amp;amp;nbsp;lm.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{Siehe auch|Lambertsches Gesetz}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Photometrisches Grundgesetz ==&lt;br /&gt;
Das Photometrische Grundgesetz&amp;lt;ref name=&amp;quot;DIN5031-1&amp;quot; /&amp;gt; (auch: „radiometrisches und photometrisches Grundgesetz“&amp;lt;ref name=&amp;quot;IEC_845-25-088&amp;quot; /&amp;gt;) beschreibt den Lichtaustausch zwischen zwei Flächen. Die Leuchtdichte ist hier eine zentrale Größe.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Lichtausstrahlung ===&lt;br /&gt;
[[Datei:Fotometrisches Grundgesetz (Schema) DE.svg|mini|Zwei Flächen als gegenseitige Strahlungspartner im photometrischen Grundgesetz]]&lt;br /&gt;
Betrachtet man ein Flächenelement &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_1&amp;lt;/math&amp;gt;, welches mit der Leuchtdichte &amp;lt;math&amp;gt;L_1&amp;lt;/math&amp;gt; ein im Abstand &amp;lt;math&amp;gt;r&amp;lt;/math&amp;gt; befindliches Flächenelement &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_2&amp;lt;/math&amp;gt; beleuchtet, so spannt &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_2&amp;lt;/math&amp;gt; von &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_1&amp;lt;/math&amp;gt; aus betrachtet den [[Raumwinkel]] &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}\Omega_2 = \cos(\beta_2)\mathrm{d}A_2 / r^2&amp;lt;/math&amp;gt; auf, und aus der ersten Gleichung im vorigen Abschnitt folgt:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}^2 \Phi_{1\rightarrow2} = L_1 \cdot \cos(\beta_1) \, \mathrm{d}A_1 \, \mathrm{d}\Omega_2 = \frac{L_1 \cdot \cos(\beta_1) \, \cos(\beta_2) \, \mathrm{d}A_1 \, \mathrm{d}A_2}{r^2}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Dabei sind &amp;lt;math&amp;gt;\beta_1&amp;lt;/math&amp;gt; und &amp;lt;math&amp;gt;\beta_2&amp;lt;/math&amp;gt; die Neigungswinkel der Flächenelemente gegen die gemeinsame Verbindungslinie.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Dies ist das &amp;#039;&amp;#039;photometrische Grundgesetz&amp;#039;&amp;#039;. Durch Integration über die beiden Flächen ergibt sich der insgesamt von Fläche 1 nach Fläche 2 fließende Lichtstrom &amp;lt;math&amp;gt;\Phi_{1\rightarrow2}&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Lichteinstrahlung ===&lt;br /&gt;
Die &amp;#039;&amp;#039;Beleuchtungsdichte&amp;#039;&amp;#039; &amp;lt;math&amp;gt;K&amp;lt;/math&amp;gt; ist analog zur Leuchtdichte, jedoch für den Einstrahlungsfall definiert. Sie gibt an, welcher Lichtstrom &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}^2 \Phi&amp;lt;/math&amp;gt; aus der durch den [[Kugelkoordinaten|Polarwinkel]] &amp;lt;math&amp;gt;\beta&amp;lt;/math&amp;gt; und den [[Kugelkoordinaten|Azimutwinkel]] &amp;lt;math&amp;gt;\varphi&amp;lt;/math&amp;gt; gegebenen Richtung pro projiziertem Flächenelement &amp;lt;math&amp;gt;\cos(\beta) \mathrm{d}A&amp;lt;/math&amp;gt; und pro [[Raumwinkel]]element &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}\Omega&amp;lt;/math&amp;gt; empfangen wird. Die bisher abgeleiteten Gleichungen gelten analog. Insbesondere gilt für den auf Flächenelement &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_2&amp;lt;/math&amp;gt; empfangenen, von &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_1&amp;lt;/math&amp;gt; abgegebenen Lichtstrom:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}^2 \Phi_{2\leftarrow1} = K_2 \cdot \cos(\beta_2) \, \mathrm{d}A_2 \, \mathrm{d}\Omega_1 = \frac{K_2 \cdot \cos(\beta_1) \, \cos(\beta_2) \, \mathrm{d}A_1 \, \mathrm{d}A_2}{r^2}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
wobei diesmal der von &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_1&amp;lt;/math&amp;gt; aufgespannte Raumwinkel &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}\Omega_1 = \cos(\beta_1)\mathrm{d}A_1 / r^2&amp;lt;/math&amp;gt; auftritt.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=== Folgerung ===&lt;br /&gt;
Der von &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_1&amp;lt;/math&amp;gt; nach &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_2&amp;lt;/math&amp;gt; ausgesandte und der auf &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_2&amp;lt;/math&amp;gt; von &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_1&amp;lt;/math&amp;gt; empfangene Lichtstrom müssen identisch sein (sofern nicht in einem zwischen den Flächen liegenden Medium Licht durch Absorption oder Streuung verloren geht), und aus dem Vergleich der beiden Gleichungen folgt:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}^2 \Phi_{1\rightarrow2} = \mathrm{d}^2 \Phi_{2\leftarrow1} \ \Leftrightarrow \ L_1 = K_2&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Die von Flächenelement &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_1&amp;lt;/math&amp;gt; ausgesandte Leuchtdichte ist identisch mit der auf Flächenelement &amp;lt;math&amp;gt;\mathrm{d}A_2&amp;lt;/math&amp;gt; eintreffenden Beleuchtungsdichte.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Man beachte also, dass die Leuchtdichte &amp;#039;&amp;#039;nicht mit dem Abstand abnimmt&amp;#039;&amp;#039;. Bei einer [[Optische Abbildung|optischen Abbildung]] hat demzufolge jeder [[Pixel|Bildpunkt]] die gleiche Leuchtdichte wie der entsprechende Objektpunkt.&amp;lt;ref&amp;gt;{{Internetquelle |autor=Markus Bautsch |url=https://de.wikibooks.org/wiki/Digitale_bildgebende_Verfahren:_Beleuchtung |titel=Digitale bildgebende Verfahren: Leuchtdichte |werk=Wikibooks, Sammlung freier Lehr-, Sach- und Fachbücher |sprache=de |abruf=2023-05-17}}&amp;lt;/ref&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Der gesamte übertragene Lichtstrom &amp;lt;math&amp;gt;\Phi_{1\rightarrow2}&amp;lt;/math&amp;gt; bzw. &amp;lt;math&amp;gt;\Phi_{2\rightarrow1}&amp;lt;/math&amp;gt; nimmt hingegen wie erwartet mit dem Quadrat des Abstandes ab (aufgrund des Faktors &amp;lt;math&amp;gt;r^2&amp;lt;/math&amp;gt; im Nenner beider Gleichungen), dies liegt daran, dass der von der Senderfläche aufgespannte Raumwinkel aus Sicht der Empfängerfläche quadratisch mit dem Abstand abnimmt.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Beispiel: Vergleicht man eine nahe Plakatwand mit einer identisch beleuchteten weiter entfernten, so erscheinen beide gleich „[[Helligkeit|hell]]“ (sie haben eine abstandsunabhängige und daher in beiden Fällen identische Leuchtdichte). Die nähere Wand nimmt aber für den Beobachter einen größeren Raumwinkel ein, so dass den Beobachter aus diesem größeren Raumwinkel insgesamt ein größerer Lichtstrom erreicht. Die nähere Wand erzeugt eine größere Beleuchtungsstärke beim Beobachter ([[photometrisches Entfernungsgesetz]]).&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Wird die Beleuchtungsdichte &amp;lt;math&amp;gt;K&amp;lt;/math&amp;gt; über den Raumwinkel integriert, aus dem sie stammt, so ergibt sich die [[Beleuchtungsstärke]] genannte Einstrahl-Lichtstromflächendichte &amp;lt;math&amp;gt;E&amp;lt;/math&amp;gt; auf der Empfängerfläche in lm/m². Falls die in eine bestimmte Richtung abgegebene Leuchtdichte der Senderfläche bekannt ist, so ist damit sofort auch die mit ihr identische aus derselben Richtung stammende Beleuchtungsdichte der Empfängerfläche bekannt und die Beleuchtungsstärke auf der Empfängerfläche kann aus der Leuchtdichteverteilung der Senderfläche sofort berechnet werden:&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
:&amp;lt;math&amp;gt;E = \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}A} = \int_{\Omega} K(\beta, \varphi) \cdot \cos(\beta) \cdot \mathrm{d}\Omega = \int_{\Omega} L(\beta, \varphi) \cdot \cos(\beta) \cdot \mathrm{d}\Omega&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Beispiel: Die Sonne hat eine Leuchtdichte von &amp;#039;&amp;#039;L&amp;#039;&amp;#039;&amp;lt;sub&amp;gt;1&amp;lt;/sub&amp;gt;&amp;amp;nbsp;≈&amp;amp;nbsp;1,5·10&amp;lt;sup&amp;gt;9&amp;lt;/sup&amp;gt;&amp;amp;nbsp;cd/m² und erscheint von der Erde aus gesehen unter einem Raumwinkel Ω&amp;amp;nbsp;=&amp;amp;nbsp;6,8·10&amp;lt;sup&amp;gt;−5&amp;lt;/sup&amp;gt;&amp;amp;nbsp;sr. Da dieser Raumwinkel klein ist, kann man die Integration über den von der Sonnenscheibe eingenommenen Raumwinkel auf eine Multiplikation mit dem Raumwinkel reduzieren. Wenn im Sommer die Sonne auf 60° Höhe (also 30° von [[Zenit]] abweichend) steht, wird die Erde demnach mit &amp;#039;&amp;#039;E&amp;#039;&amp;#039;&amp;lt;sub&amp;gt;2&amp;lt;/sub&amp;gt;&amp;amp;nbsp;=&amp;amp;nbsp;&amp;#039;&amp;#039;L&amp;#039;&amp;#039;&amp;lt;sub&amp;gt;1&amp;lt;/sub&amp;gt;&amp;amp;nbsp;·&amp;amp;nbsp;Ω&amp;amp;nbsp;·cos(30°)&amp;amp;nbsp;=&amp;amp;nbsp;{{FormatNum|89000|2=iso31_0}}&amp;amp;nbsp;lx bestrahlt.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Radiometrische und photometrische Größen im Vergleich ==&lt;br /&gt;
{{Radiometrische und photometrische Größen}}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Siehe auch ==&lt;br /&gt;
* [[Luminanz]] (Leuchtdichte bei Monitoren)&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Literatur ==&lt;br /&gt;
* Hans R. Ris: &amp;#039;&amp;#039;Beleuchtungstechnik für Praktiker.&amp;#039;&amp;#039; 2. Auflage, VDE-Verlag GmbH, Berlin/Offenbach 1997, ISBN 3-8007-2163-5.&lt;br /&gt;
* Wilhelm Gerster: &amp;#039;&amp;#039;Moderne Beleuchtungssysteme für drinnen und draußen.&amp;#039;&amp;#039; 1. Auflage, Compact Verlag, München 1997, ISBN 3-8174-2395-0.&lt;br /&gt;
* [[Horst Stöcker]]: &amp;#039;&amp;#039;Taschenbuch der Physik.&amp;#039;&amp;#039; 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4.&lt;br /&gt;
* Günter Springer: &amp;#039;&amp;#039;Fachkunde Elektrotechnik.&amp;#039;&amp;#039; 18. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Einzelnachweise ==&lt;br /&gt;
&amp;lt;references&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;ref name=&amp;quot;DIN5031-1&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
DIN 5031 &amp;#039;&amp;#039;Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik.&amp;#039;&amp;#039; Teil 1: &amp;#039;&amp;#039;Größen, Formelzeichen und Einheiten der Lichttechnik.&amp;#039;&amp;#039; DIN-Taschenbuch Einheiten und Begriffe für physikalische Größen, Beuth, Berlin 1990.&lt;br /&gt;
&amp;lt;/ref&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;ref name=&amp;quot;DIN5031-3&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
DIN 5031 &amp;#039;&amp;#039;Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik.&amp;#039;&amp;#039; Teil 3: &amp;#039;&amp;#039;Größen, Formelzeichen und Einheiten der Lichttechnik.&amp;#039;&amp;#039; DIN-Taschenbuch Einheiten und Begriffe für physikalische Größen, Beuth, Berlin 1990.&lt;br /&gt;
&amp;lt;/ref&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;ref name=&amp;quot;IEC_845-21-050&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
International Electrotechnical Commission (IEC): &amp;#039;&amp;#039;International Electrotechnical Vocabulary.&amp;#039;&amp;#039; [https://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&amp;amp;ievref=845-21-050 ref. 845-21-050, Luminance] (abgerufen am 16. Juni 2021).&lt;br /&gt;
&amp;lt;/ref&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;ref name=&amp;quot;IEC_845-25-088&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
International Electrotechnical Commission (IEC): &amp;#039;&amp;#039;International Electrotechnical Vocabulary.&amp;#039;&amp;#039; [https://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&amp;amp;ievref=845-25-088 ref. 845-25-088, basic law of radiometry and photometry] (abgerufen am 4. Juni 2021).&lt;br /&gt;
&amp;lt;/ref&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/references&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Belichtung (Fotografie)]]&lt;br /&gt;
[[Kategorie:Photometrische Größe]]&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>imported&gt;Bautsch</name></author>
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