Aktive Lichtquelle
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Eine Lichtquelle ist der Ursprungsort von Licht.

Lichtquellen lassen sich nach der Natur ihrer Strahlungserzeugung und der Quantenenergie bzw. Wellenlänge einteilen. Weiterhin unterscheidet man sie nach ihrer räumlichen Ausdehnung z. B. als Punktlichtquellen oder diffuse Lichtquellen sowie ihrer Abstrahlcharakteristik (rundumstrahlend, gerichtet strahlend).

Es gibt natürliche (z. B. Sonne, Sterne, Glühwürmchen, Polarlicht, Blitz) und künstliche Lichtquellen (z. B. Öllampen, Leuchtmittel, Laser, Synchrotronstrahlung, Bildröhren, Leuchtdioden).

Lichtquellen 1. Ordnung sind selbstleuchtende Lichtquellen. Dazu gehören u. a. die Sonne, Sterne, Lampen, Glühwürmchen, Feuer usw. Als Lichtquellen 2. Ordnung bezeichnet man Körper, die Licht nur reflektieren und nicht selbst leuchten. Hierzu zählen z. B. der Mond, Rückstrahler an Fahrzeugen und Kleidung und alle anderen Körper, die Licht reflektieren.

Künstliche Lichtquellen dienen der Beleuchtung, der Anzeige oder sie sind sekundäre Erscheinungen (z. B. Tscherenkowstrahlung).

Inhaltsverzeichnis

Thermische Strahler

Thermische Strahler liefern eine kontinuierliche Strahlung, mit steigender Temperatur verschiebt sich das Strahlungs-Maximum vom infraroten über rotes, hin zu blauem und ultraviolettem Licht (siehe Plancksches Strahlungsgesetz). Je heißer ein Strahler ist, desto blauer erscheint er.

Beispiele, unterschieden nach der Art der Energiequelle:

Nichtthermische Strahler

Moleküle und Atome können durch Zufuhr von Energie in einen angeregten Zustand versetzt werden. Fallen sie zurück in den Grundzustand (Rekombination), geben sie ihre Energie als Strahlung charakteristischer Wellenlängen ab.

Verdünnte Gase zeigen sehr scharfe Spektrallinien. Bei Gasen unter Druck (Hochdruck-Metalldampflampen) verbreitern sich die Linien, noch stärker bei Festkörpern (beispielsweise Leuchtdioden).

Beispiele, unterschieden nach zeitlichen Zusammenhang der Entstehung der Lichteffekte:

  • Lumineszenz tritt noch auf, nachdem die äußere Anregung bereits erloschen ist
  • Fluoreszenz tritt nur auf, während die äußere Anregung erfolgt
  • Phosphoreszenz tritt ohne engeren zeitlichen Zusammenhang mit äußerer Anregung auf

Beispiele, unterschieden nach der Akkumulation der Anregung vor Entstehung der Lichteffekte:

  • direkte Anregung: Eine nicht präzise abgegrenzte Anregung erzeugt Licht, beispielsweise durch anhaltende Bestrahlung anderer Wellenlänge
  • akkumulierte Anregung: Eine Addition von nicht präzise abgegrenzten Anregungen erzeugt Licht, beispielsweise beim LASER
  • spontane Anregung: Jede einzelne Anregung genau definierten Energieinhalts erzeugt ein Lichtereignis, beispielsweise bei strahleninduzierter Emission

Der räumliche Zusammenhang wird mit dieser Unterteilung nicht bezeichnet, es gibt sowohl

  • innere Anregung (makroskopische Mischung von Strahlenquelle und Lichtquelle in Pigmenten) als auch
  • resonante Anregung (Strahlenquelle der Anregung und der Lichtemission treten in unmittelbare Wechselwirkung)
  • äußere Anregung (Strahlenquelle der Anregung und der Lichtemission sind räumlich getrennt)

Es gibt eine Vielzahl an Beispielen, unterschieden nach der Art der Energiequelle::

Beispiele

Lichtquelle Lichtstrom in lm lm/W (min.) lm/W (mittel) lm/W (max.)
Kerze (bezogen auf ca. 150 W Heizleistung) 15 0,1 0,1 0,1
Öllampe 0,2 0,2 0,2
Leuchtdiode blau* 1 8,5 16
Leuchtdiode weiß 250 1 50,5 136[1][2]
Leuchtdiode rot* 5 47,5 90
Starklichtlampe (bezogen auf ca. 1 kW Heizleistung) 5000 5 5 5
Bogenlampe 8 8 8
Glühlampe (40 W) 500 13 13 13
Glühlampe (60 W) 900 14 14,5 15
Glühlampe (100 W) 1500 14 14,5 15
Halogenglühlampe (50 W) 1000 20 20 20
Halogenglühlampe (12 V / 55 W) 1500 27 27,5 28
Videoprojektoren mit UHP-Lampen 200 W (100-300 W) 7000 10 22,5 35
Energiesparlampe 23 W 1500 40 60 80
Xenon-Gasentladungslampe (Kinoprojektoren) 47 47 47
Kaltkathode (CCFL) 11 W 550 50 55 60
Leuchtstofflampe (36 W, mit induktivem Vorschaltgerät) 2400 60 75 90
Leuchtstofflampe (36 W, mit elektr. Vorschaltgerät) 80 95 110
Leuchtstofflampe (58 W) 5200 90 90 90
Halogenmetalldampflampe 70 88 106[2]
Quecksilberdampflampe 50 55 60[3]
Xenon-Gasentladungslampe (PKW 35 W) 3255 80 93 106 (bei 50 W[4])
Schwefeldampflampe (1400 W) 135000 95 95 95
Natriumdampf-Hochdrucklampe* (35 - >1000 W) 150 150 150
Natriumdampf-Niederdrucklampe* 150 175 200

)* - insbesondere bei der Lichtausbeute einfarbiger Lichtquellen aber auch bei vielen „weißen“ Strahlern ist der Farbwiedergabeindex von Bedeutung.

Fußnoten

  1. OSRAM Opto Semicondcutors: [1] 21. Juli 2008
  2. Seoul Semiconductor (SSC) plant, ihre derzeit (12/2006) hellste und effizienteste weiße LED mit der Bezeichnung P4 in ihrer Effizienz bis 2007 auf 135 lm/W und bis 2008 auf 145 lm/W zu verbessern.

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