imported>Kuebi: /* Nichtthermische Strahler */ link auf Leuchtschirm gesetzt

2025-01-05T15:40:39Z

Nichtthermische Strahler: link auf Leuchtschirm gesetzt

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{{Dieser Artikel|erläutert reale Verhältnisse, zur Modellierung von Licht in der Computergrafik siehe [[Beleuchtungsmodell]].}}
{{Belege fehlen}}
[[Datei:Sunset, Namib Desert (Namibia).jpg|mini|Die Sonne als unsere primäre Lichtquelle]]
Eine '''Lichtquelle''' ist der Ort, von dem [[Licht]] ausgeht. Primäre globale Lichtquelle ist die [[Sonne]].

== Unterteilungen und Charakteristik ==

Charakteristisches Merkmal aller Lichtquellen ist die [[Wellenlänge]]nverteilung nach Frequenz und Intensität.

Die Vielfalt von Lichtquellen lässt sich nach weiteren Kriterien einteilen: nach den Merkmalen messbarer Strahlung, nach der Geometrie des Strahlengangs oder nach einzelnen physikalischen Kennzeichen wie der [[Quant]]enenergie. Nach der räumlichen Ausdehnung der strahlenden Quelle unterscheiden sich [[Punktlicht]]quellen und [[diffuse Lichtquelle]]n, nach der jeweiligen [[Strahlungsdiagramm|Abstrahlcharakteristik]] als rundum oder gerichtet strahlend.

Physikalisch werden ''natürliche'' lokal begrenzte Lichtquellen ([[Glühwürmchen]], [[Polarlicht]], [[Blitz]]) und vom Menschen geschaffene ''künstliche'' technische Lichtquellen ([[Lampe|Öllampe]], [[Leuchtmittel]] bzw. [[Lampe]], [[Laser]], [[Bildröhre]], [[Leuchtdiode]]) unterschieden.

Eine selbstleuchtende Lichtquelle, auch als „aktive Lichtquelle“ oder Lichtquelle 1. Ordnung, erzeugt das abgestrahlte Licht in der Lichtquelle. Zu diesen Selbstleuchtern gehören die Sonne, Sterne, Glühwürmchen, Feuer oder Lampen.

Alle anderen Körper, die nicht selbst leuchten, werden als „passive Lichtquellen“, auch Lichtquellen 2. oder höherer Ordnung, bezeichnet. Sie können erst durch Beleuchtung (Anstrahlung) mit anderen Lichtquellen
* andere Lichtfarben aussenden (induzierte Emission), wie Leuchtfarben, oder
* das eingestrahlte Licht reflektieren, wie der Mond Sonnenlicht auf die Erde wirft. Zu diesen passiven Quellen gehören ebenfalls Rückstrahler ([[Katzenaugen]]) an Verkehrsmitteln, die Licht reflektieren.

== Thermische Strahler ==
[[Datei:Petroleumlampe Gotthardbahn von F. Merker & Cie 1896.jpg|mini|hochkant|Petroleumlampe der [[Gotthardbahn]]]]
[[Wärme|Thermische]] Strahler liefern eine kontinuierliche Strahlung, mit steigender Temperatur verschiebt sich das Strahlungs-Maximum vom [[Infrarotstrahlung|infraroten]] über rotes, hin zu blauem und [[Ultraviolettstrahlung|ultraviolettem]] Licht (siehe [[Schwarzer Körper|Plancksches Strahlungsgesetz]]). Je heißer ein Strahler ist, desto blauer erscheint er. Dabei spielt die Energieform, die in Wärme umgesetzt wird und zur Strahlung führt, keine Rolle.
* [[Elektroenergie]]: [[Glühlampe]], [[Nernstlampe]], das Plasma der [[Kohlebogenlampe|Kohlenbogenlampe]]
* [[Chemische Energie]] wirkt vorzugsweise bei der Verbrennung: [[Öllampe]], Petroleumlampe, darunter die [[Starklichtlampe]], [[Gaslaterne]], [[Kerze]], Fackel. Allgemein leuchten bei jedem [[Feuer]] die Flammen durch den glühenden, dispersen Kohlenstoff. Ein etwas anderer Vorgang ist die Umsetzung der Wärme in (vorzugsweise) sichtbares Licht mittels [[Glühstrumpf]].
* [[Kernphysik]]alische Energie spielt bei der [[Sonne]] als ursprünglichste Lichtquelle für die Erdbewohner die entscheidende Rolle.

== Nichtthermische Strahler ==
Im Gegensatz zum thermischen Strahler können Moleküle und Atome durch Zufuhr von Energie unterschiedlicher Provenienz in einen [[Angeregter Zustand|angeregten Zustand]] versetzt werden. Geht dann der angeregte wieder in den [[Grundzustand]] ([[Rekombination (Physik)|Rekombination]]) so wird die Differenz der Energie wieder freigesetzt. Für die praktische Nutzung ist es von besonderer Bedeutung, dass diese als Strahlung mit Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich abgegeben wird. Der optische Anteil der so entstehenden Strahlung ist [[Lumineszenz]]. Bei der Lumineszenz werden zwei Formen nach der Zeit zwischen Anregung und Abstrahlung unterschieden. Fluoreszenz tritt nur während der Anregung auf, [[Phosphoreszenz]] dagegen auch, nachdem die äußere Anregung bereits erloschen ist. Beides sind Formen der Lumineszenz. Die Phosphoreszenz (Nachleuchten nach dem Beleuchten) wird bei Sicherheitsschildern, Zifferblättern oder als Dekoration verwendet. Im Gegensatz zum kontinuierlichen Spektrum des thermischen Strahlers entstehen auf Grund der Prozessabläufe [[Linienspektrum|diskontinuierliche Spektrallinien oder -banden]]. [[Gasentladung]]en in verdünnten Gasen zeigen sehr scharfe [[Spektrallinie]]n, bei Gasen unter Druck (Hochdruck-[[Metalldampflampe]]n) verbreitern sich die Linien.

Die anregende Energie kann auf unterschiedlichen Energieformen zur Lichtquelle führen. Bei [[Glühwürmchen]] oder dem [[Leuchtstab]] führt die [[chemische Reaktion]] zur Reaktion und der Lichtabgabe. [[Leuchtdiode]]n, [[Gasentladungslampe]]n und [[EL-Folie]]n erhalten mittels [[Gasentladung]] oder [[Elektrolumineszenz]] die Funktion als Lichtquelle durch [[elektrischer Strom|elektrischen Strom]]. Durch Elektronenbeschuss, auch [[Betastrahlung]] aus einem fluoreszierenden [[Leuchtstoff]], werden [[Bildröhre]]n, [[Fluoreszenzanzeige]]n zum Leuchten angeregt, hier sind auch [[Kathodolumineszenz]] und [[Tritiumlicht]] zu nennen.

Eine andere Kategorie ist die Wandlung von (vorzugsweise) UV-Licht durch [[Fluoreszenz]] mittels Leuchtstoffen in sichtbares Licht, diese Vorgänge der Umwandlung von kürzeren (energiereicheren) Wellenlänge zum (längerwelligen) sichtbaren Licht sind grundlegend für [[Leuchtstoffröhre]]n und bei den weißen Leuchtdioden. Kürzerwellige Strahlung zur Erzeugung sichtbaren Lichtes ist bei [[Leuchtschirm]]en älterer Geräte die [[Röntgenstrahlung]] und die [[Gammastrahlung]] für „radioaktive“ [[Leuchtfarbe]]. [[Synchrotronstrahlung]] und [[Tscherenkowstrahlung]] haben dagegen keine Bedeutung als künstliche Lichtquellen.

[[Laser]] werden durch elektrischen Strom, Strahlung kürzerer Wellenlängen oder chemische Energie angeregt und werden nur selten als Lichtquelle verwendet. Beispiele für den praktischen Einsatz von Lasern als Lichtquelle sind Infrarot-Zielbeleuchtung, [[Blendlaser]] oder rote [[Laserpointer]]. Das Licht grüner Laserpointer wird durch Frequenzverdopplung aus einem infraroten Laserstrahl erzeugt.

== Lichtausbeute haushaltsüblicher Leuchtmittel ==

Die in den 2010er Jahren langsam aussterbende Glühlampe ist mit rund 10 lm/W der Halogenlampe mit etwa 20 lm/W unterlegen. Als einziges bezüglich der [[Lichtausbeute]] noch entwicklungsfähiges haushaltsübliches Leuchtmittel überholt die LED im gleichen Jahrzehnt bei etwa 100 lm/W die (Kompakt-)Leuchtstofflampe.<ref>http://www.photonikforschung.de/forschungsfelder/beleuchtungled/wie-funktioniert-eine-led/</ref>

== Beispiele ==

{{Neutralität|1=Willkürliche Auswahl der Beispiele|3=dieses Abschnitts}}

{| class="wikitable zebra sortable" style="text-align:right"
|- class="hintergrundfarbe5"
! colspan="2" | Lichtquelle
! colspan="3" | typische Werte
|- class="hintergrundfarbe5"
! Grundtyp
! Detailtyp
! data-sort-type="number" | [[Leistung (Physik)|Leistungsaufnahme]] ([[Watt (Einheit)|W]])
! data-sort-type="number" | [[Lichtstrom]] ([[Lumen (Einheit)|lm]])
! data-sort-type="number" | [[Lichtausbeute]] (lm/W)
|-

|align=left rowspan="2" | Flamme (an Docht)
|align=left|[[Kerze]]
|data-sort-value="50"|ca. 50
|data-sort-value="5"|ca. 5
|0,1
|-
|align=left|[[Öllampe]]
|
|
|0,2
|-
|align=left|Flamme (Flüssigbrennstoff-Vergaser) + [[Glühstrumpf]]
|align=left|[[Starklichtlampe]]
|data-sort-value="999"|bis 1000
|data-sort-value="5000"|bis 5000
|5,0
|-
|align=left|Gasflamme + [[Glühstrumpf]]
|align=left|[[CampinGaz-Lampe]] mit Butan/Propan
|200
|
|
|-
|align=left|Acetylenbrenner [[Karbidlampe]]
|align=left|plane [[Acetylen]]flamme, aus Doppelkeramikdüse für 14 l/h
|200
|
|
|-Fref

|align=left| [[Kohlebogenlampe|Bogenlampe]]
|align=left|Kohle (ungefüllt) 55 V Wechselstrom – Platzbeleuchtung
|300
|
|
|-

|align=left rowspan="4" | [[Glühlampe]] (Wolfram)
|align=left|Glühlampe 230 V
|5
|25
|5,0
|-
|align=left|Glühlampe 230 V
|40
|400
|10
|-
|align=left|Glühlampe 230 V
|60
|720
|12
|-
|align=left|Glühlampe 230 V
|100
|1450
|14,5
|-

|align=left rowspan="7" | [[Glühlampe#Halogenglühlampe|Halogenglühlampe]]
|align=left|Halogen 12 V<ref>{{cite web |url=http://www.osram.at/osram_at/produkte/lampen/halogenlampen/halostar/halostar-pro/index.jsp |title= Eco 35-Watt Soft White Dimmable Light Bulb (4-Pack) 2015}}</ref>
|35
|860
|25
|-
|align=left|Halogen 12 V (KFZ, real 13,8 V)
|55
|1500
|27,5
|-
|align=left|Halogen 230 V GU10
|50
|600
|12
|-
|align=left|Halogen 230 V
|100
|1670
|16,7
|-
|align=left|Halogen 230 V
|250
|4200
|16,8
|-
|align=left|Halogen 230 V
|500
|9900
|19,8
|-
|align=left|Halogen 230 V
|1000
|24200
|24,2
|-

|align=left rowspan="9" |[[Gasentladung]] + [[Leuchtstoff]]
|align=left|[[Kompaktleuchtstofflampe]]
|11
|550
|50
|-
|align=left|Kompaktleuchtstofflampe
|20
|1150
|57,5
|-
|align=left|Kompaktleuchtstofflampe
|23
|1380
|60
|-
|align=left|[[Leuchtröhre]], auch als Kaltkathode oder CCFL bezeichnet
|11
|605
|55
|-
|align=left|[[Leuchtstofflampe]] mit konventionellem [[Vorschaltgerät]] (KVG, 50-Hz-Drossel)
|36
|2700
|75
|-
|align=left|Leuchtstofflampe inkl. konventionellem Vorschaltgerät (KVG, 50-Hz-Drossel)
|55
|2750
|50
|-
|align=left|Leuchtstofflampe mit elektronischem Vorschaltgerät (EVG)
|36
|3420
|95
|-
|align=left|Leuchtstofflampe inkl. elektronischem Vorschaltgerät (EVG)
|50
|3400
|68
|-
|align=left|[[Induktionslampe]] (Elektrodenlose Leuchtstoffröhre mit induktiver Speisung)
|
|
|80
|-

|align=left rowspan="13" |Gasentladung, [[Gasentladungsröhre]]
|align=left|Xenon-Höchstdruck-Gasentladungslampen in [[Videoprojektor]]en
|100 bis 300
|2250 bis 6750
|22,5
|-
|align=left|[[Xenon-Gasentladungslampe]] (Höchstdrucklampen in Kinoprojektoren)
|data-sort-value="3000"|mehrere Kilowatt
|
|47
|-
|align=left|[[Halogenmetalldampflampe]]<ref>{{Internetquelle |url=http://wcmstraining.osram.info/_global/pdf/osram_de/produkte/display_optic/display_optik/5_TI-Blaetter/HMI/hmi18000WXSd.pdf |titel=Technische Information – Osram Halogen-Metalldampflampe HMI 18000W/XS |hrsg=Elektor-Verlag |datum=2004-11-01 |zugriff=2012-01-06 |format=PDF; 201 kB |offline=ja }}</ref>
|35 bis 1000
|3290 bis 94000
|94
|-
|align=left|[[Quecksilberdampflampe]] Hochdrucklampe (HID)
|
|
|55
|-
|align=left|Glimmentladung (Neon: orange) ohne Leuchtstoff
|
|
|8
|-
|align=left|[[Xenon-Bogenlampe]]
|
|
|50
|-
|align=left|Quecksilber-Xenon-Bogenlampe (Kfz-Frontscheinwerfer)
|35
|
|data-sort-value="74" | 52–93
|-
|align=left|[[Quecksilberdampflampe#Hochdrucklampen|Quecksilberdampf-Hochdrucklampe]] (HQL), teilweise mit Leuchtstoff
|50
|
|36
|-
|align=left|Quecksilberdampf-Hochdrucklampe, teilweise mit Leuchtstoff
| 400
|
| 60
|-
|align=left|[[Halogenmetalldampflampe]] (HCI, HQI)
|250
|
|100
|-
|align=left|[[Natriumdampflampe#Hochdrucklampe|Natriumdampf-Hochdrucklampe]]
|35 bis 1000
|4500 bis 130000
|140
|-
|align=left|[[Natriumdampflampe#Niederdrucklampe|Natriumdampf-Niederdrucklampe]]
|data-sort-value="80" | 18 bis 150
|1800 bis 26200
|175
|-
|align=left|[[Schwefellampe]]
|1400
|
| 95
|-

|align=left|[[Elektrolumineszenz-Folie]] (EL-Folie)
|align=left|EL-Folie
|
|
|5,0 
|-

|align=left rowspan="3" | [[Leuchtdiode]]
|align=left|blau
|0,05 bis 1
|
| data-sort-value="8" | 1 bis 16
|-
|align=left|rot
|0,05 bis 1
|
| data-sort-value="50" | 5 bis 90
|-
|align=left|weiß (blau mit Leuchtstoff)
|data-sort-value="5"| bis 5
|
|65
|-
|align=left rowspan="4" | [[LED-Lampe]] (blaue LED + Leuchtstoff, incl. Vorschaltelektronik)
|align=left|LED-Lampe 230 V weiß (4000 K)
|1 bis 20
|
| data-sort-value="55" | 20 bis 100
|-
|align=left|LED-Lampe 230 V warmweiß (2700 K)
|1 bis 20
|
| data-sort-value="55" | 20 bis 85
|-
|-
|align=left|LED-Lampe 230 V warmweiß (2700 K)<ref>{{Internetquelle |url=http://www.lamptech.co.uk/Spec%20Sheets/LEDi%20230-12K58RP830-B22d%20Philips.htm |titel=Philips LED 60W 806lm Retrofit with Remote Phosphor |hrsg= Museum of Electric Lamp Technology |datum=2010-12-24 |zugriff=2012-01-06}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://www.lamptech.co.uk/Spec%20Sheets/LEDi%20230-7A60IF827-E27%20Philips.htm |titel=Philips Master LEDbulb 'Glow' 7W |hrsg= Museum of Electric Lamp Technology |datum=2010-12-24 |zugriff=2012-01-06}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://www.lighting.philips.de/pwc_li/de_de/lightcommunity/assets/pdf/MASTER_LED_Designer_Bulb.pdf |titel=MASTER_LED_Designer_Bulb.pdf |hrsg=Philips |datum=2010-12-24 |zugriff=2012-01-06 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20130514171507/http://www.lighting.philips.de/pwc_li/de_de/lightcommunity/assets/pdf/MASTER_LED_Designer_Bulb.pdf |archiv-datum=2013-05-14 }}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.lighting.philips.de/consumer/p/led-gluhbirne/8720169187818/technische-daten |titel=Datenblatt LED-Birne Philipps |sprache=de |abruf=2023-12-21}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://www.molalla.net/members/leeper/L%20prize%20bulb.htm |titel=L-Prize Bulb partial teardown |hrsg=Doug Leeper |datum=2012-05-06 |zugriff=2012-06-29 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20120701224500/http://www.molalla.net/members/leeper/L%20prize%20bulb.htm |archiv-datum=2012-07-01 }}</ref>
|5.2 bis 12
|
| data-sort-value="77" | 60 bis 210
|-
|align=left|LED-Lampe 230 V warmweiß (2700 K; weiß + rot)<ref>{{Internetquelle |url=http://www.siemens.com/press/de/pressemitteilungen/?press=/de/pressemitteilungen/2011/osram/osram-brilliant-mix.htm |titel=LED-Konzept „Brilliant-Mix“ sorgt für warmweißes Wohlfühllicht |hrsg= Siemens |datum=2011-05-11 |zugriff=2012-01-06}}</ref>
|6 bis 12
|
|68
|-

|align=left rowspan="2" | theoretisches Maximum an [[Lichtausbeute]]
|align=left|[[Schwarzer Körper|thermischer Strahler]], 6600 K<ref>{{Internetquelle |url=http://donklipstein.com/bulb1.html |titel=The Great Internet Light Bulb Book, Part I |hrsg= Donald L. Klipstein (Jr) |datum=2011-06-18 |zugriff=2012-01-06}}</ref>
|
|
| data-sort-value="95" | 95
|-
|align=left| grün, 555 nm – monochrom<ref>siehe [[Photometrisches Strahlungsäquivalent]]</ref>
|
|
| [[Photometrisches Strahlungsäquivalent|683]]
|}

Neben der Lichtausbeute ist auch bei vielen weißen Strahlern der [[Farbwiedergabeindex]] von Bedeutung.

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* {{DNB-Portal|4167595-2}}
* [https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/elektrosmog/fachinformationen/lichtemissionen--lichtverschmutzung-/lichtquellen.html Lichtquellen] – Informationen vom [[Bundesamt für Umwelt]]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4167595-2|LCCN=sh85076909}}

[[Kategorie:Strahlenquelle]]
[[Kategorie:Lichtquelle| ]] 

[[zh:光#光源]]

Lichtquelle - Versionsgeschichte

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