Lichtstrom (Lumen)

Was ist der Lichtstrom, gemessen in Lumen?

Elektrisch betriebene Leuchtmittel wie Glühbirnen, Halogenlampen oder LEDs wandeln nur einen Teil der aufgenommenen Energie in sichtbares Licht um, während der Rest in Form von nicht sichtbarer Strahlung und Wärme abgegeben wird. Die Leistung, die eine Lampe im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich des Lichts erbringt, ist der Lichtstrom, der in Lumen gemessen wird.

 

Was misst der Lichtstrom genau?

Trotz seines Namens hat der Lichtstrom nicht direkt etwas mit Strom zu tun. Vielmehr handelt es sich um eine spezielle Form der Leistung, die von einem Leuchtmittel erbracht wird. Um solch ein Leuchtmittel zu betreiben, wird Energie benötigt. Im Fall einer Glühbirne oder einer LED-Lampe ist das elektrische Energie. Diese bezieht die Lampe aus dem Stromnetz. Sobald Du den Lichtschalter betätigst, beginnt die Lampe, elektrische Energie aufzunehmen und umzuwandeln.

Die aufgenommene Energie verwendet die Lampe, um Licht auszusenden. In einer Glühbirne fließt der Strom dafür durch einen Wolfrahmdraht, der sich bis zur Weißglut erhitzt und dabei Licht abgibt. In einer LED veranlasst der Stromfluss hingegen eine Elektronenwanderung durch einen Halbleiterkristall. Aus der negativ geladenen n-Schicht wandern überschüssige Elektronen in die positive p-Schicht, wo ein Überschuss an sogenannten Fehlstellen oder „Löchern“ herrscht. Immer, wenn sich ein Elektron dabei mit einem Loch verbindet, gibt es einen kurzen Lichtblitz ab. Für das menschliche Auge erscheinen diese vielen kurzen Lichtblitze als ein konstantes Leuchten.

Nur ein Teil des von einer Lampe abgegebenen Lichts befindet sich jedoch in dem Bereich, der für den Menschen sichtbar ist. Je nach Helligkeit ist das menschliche Auge besonders empfindlich für Licht im gelbgrünen (Tagsehen) bis blaugrünen Wellenbereich (Nachtsehen). Strahlung im Ultraviolett- und Infrarotbereich kann es überhaupt nicht wahrnehmen. Auch die von der Lampe abgegebene Wärme, die durch den elektrischen Widerstand des stromdurchflossenen Materials entsteht, ist in diesem Sinne „verlorene“ Energie. Der Lichtstrom einer Lampe ist also der Teil ihrer insgesamt abgegeben Leistung, der in der erwünschten Form vorliegt: als sichtbares Licht.

 

Die Bedeutung des Lichtstroms

Angegeben wird der Lichtstrom F in der Einheit Lumen (lm, von Lat. „Licht, Leuchte“). Dabei gilt, dass ein Lumen einem Watt entspricht. Dass eine eigene Einheit verwendet wird, soll unterstreichen, dass es sich beim Lichtstrom um eine auf die Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges bezogene Größe handelt. Zur Berechnung wird daher die Leistungsabgabe der Lampe in Watt mit dem photometrischen Strahlungsäquivalent Κλ verrechnet. Κλ ist abhängig vom Bereich des Farbspektrums, in dem das abgestrahlte Licht liegt, um der oben erwähnten unterschiedlichen Empfindlichkeit für unterschiedliche Wellenlängen Rechnung zu tragen.

Wenn Du also das nächste Mal eine Lampe kaufst, weißt Du nun, was die Lumenzahl genau aussagt. Aber warum wird auf vielen Lampen zusätzlich eine Wattzahl angegeben, um die Helligkeit zu verdeutlichen? Das liegt ganz einfach daran, dass Glühbirnen lange Zeit die gängige Lichtquelle in unseren Wohnungen und Häusern waren. Viele Menschen verbinden noch heute die Leistungsaufnahme einer Glühbirne, angegeben in Watt, mit einer bestimmten Helligkeit. Bei anderen Leuchtmitteln ist das Verhältnis von Leistungsaufnahme und Lichtstrom jedoch ein anderes.

Nicht verwechselt werden sollte das Lumen übrigens mit dem Lux (lx), der Einheit der Beleuchtungsstärke. Diese gibt an, wie viel Licht auf einer Fläche auftrifft: 1 lx = 1 lm/m2. Mit dem Lux kannst Du berechnen, wie groß der Lichtstrom sein muss und wie viele Lampen Du dementsprechend brauchst, um einen Raum einer bestimmten Größe auszuleuchten.

Um beim Kauf einer Lampe der Umwelt etwas Gutes zu tun, solltest Du ein Produkt wählen, das frei von Giftstoffen und möglichst energieeffizient ist. Vegan Strom versorgt Dich derweil mit Strom aus nachhaltiger und veganer Erzeugung. So kannst Du immer mit gutem Gewissen das Licht einschalten.

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