Leuchtdichte

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Die Leuchtdichte L (engl. luminance) ist das fotometrische Maß für Helligkeit, also für die Lichtstärke pro Fläche. Sie erfasst die Helligkeit von ausgedehnten, flächenhaften Lichtquellen, für die Beschreibung der Helligkeit von punktförmigen Lichtquellen dienen hingegen Lichtstrom und Beleuchtungsstärke. Eine Lichtquelle mit einer vorgegebenen Lichtstärke erscheint umso heller, je kleiner ihre Fläche ist. Die Leuchtdichte ist das, was Menschen als Helligkeit wahrnehmen.

Helligkeit der Wahrnehmung [1]
Bemerkung Leuchtdichte
skotopisches Sehen reines Nachtsehen 3 µcd/m² bis 3…30 mcd/m²
mesopisches Sehen 3…30 mcd/m² bis 3…30 cd/m²
photopisches Sehen reines Tagsehen über 3…30 cd/m²
Zapfensättigung Blendung ab 100.000…1.000.000 cd/m²

Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Definition

Charakteristische Leuchtdichten von Monitoren
Leuchtdichte in cd/m²
Röhrenmonitor Weiß ≈ 80…200
Röhrenmonitor Schwarz teilweise < 0,01
TFT Weiß ≈ 150…500
TFT Schwarz ≈ 0,15…0,8'

Bei der Leuchtdichte handelt es sich um das Verhältnis der ausgestrahlten Lichtstärke I zur Größe A ihrer scheinbaren leuchtenden Fläche. Die Leuchtdichte hat die SI-Einheit Candela pro Quadratmeter, deren Einheitenzeichen ist cd/m². Die Leuchtdichte ist die fotometrische Entsprechung zur Strahlungsdichte L(λ) (Einheit: Watt·Meter−2·Steradiant−1 bzw. W·m-2·sr−1) der Radiometrie. Wird nicht senkrecht auf die strahlende Fläche gesehen, ist nur ihre Projektion wirksam (Winkel θ).

L=\frac{\mathrm{d}I}{\mathrm{d}A\cos(\theta)} = \frac{\mathrm{d^{2}}\Phi}{\mathrm{d}A\cos(\theta)\mathrm{d}\omega}
Helligkeit des Himmels
Leuchtdichte
Mittlerer klarer Himmel 8000 cd/m²
Mittlerer bedeckter Himmel 2000 cd/m²
Nachthimmel bei Vollmond 0,1 cd/m²
Sternklarer Nachthimmel 1 mcd/m²
Bewölkter Nachthimmel 1…100 µcd/m²
Flächenhelligkeit von Strahlern
Leuchtdichte in cd/m²
Sonnenscheibe am Mittag 1,6 × 109
Sonnenscheibe am Horizont 6 × 106
Matte 60-W-Glühbirne 120 × 103
T8 kaltweiße Fluoreszenzröhre 11 × 103
LED-Außenbildschrim 5 × 103
Oberfläche des Mondes 2,5 × 103
Grüne elektrolumineszente Lichtquelle 30
Gelbe elektrolumineszente Lichtquelle 60

[Bearbeiten] Maßeinheiten

In den USA sind die Einheiten Lambert bzw. die Bezeichnung Nit für Candela pro Quadratmeter gebräuchlich.

Ältere Einheiten der Leuchtdichte sind u. a.:

  • Nit: 1 nt = 1 cd/m²
  • Stilb: 1 sb = 1 cd/cm² = 10.000 cd/m²
  • Candela pro Quadratfuß: 1 cd/ft² ≈ 10,764 cd/m²
  • Candela pro Quadratzoll: 1 cd/in² ≈ 1550 cd/m²
  • Apostilb, Blondel: 1 asb = 1 blondel = 1/π × 10−4 sb = 1/π cd/m²
  • Skot: 1 skot = 0,001 blondel = 0,001 asb = 10−3/π cd/m²
  • Lambert: 1 la = 1 L = 104/π cd/m² ≈ 3183 cd/m²
  • Footlambert: 1 fL = 1/π cd/ft² ≈ 3,426 cd/m²


Bezeichnung: Formelzeichen Definition Name der Einheit Einheitenumformung
Lichtstrom: Φv \Phi_\mathrm{v} = K_\mathrm{m}\int_{380\,\mathrm{nm}}^{780\,\mathrm{nm}}\frac{\partial\Phi_\mathrm{e}(\lambda)}{\partial \lambda}\cdot V(\lambda)\,\mathrm{d}\lambda Lumen (lm) \mathrm{1\, lm = 1\, sr \cdot cd}
Raumwinkel: Ω \Omega = \frac{S}{r^2} Steradiant (sr) \mathrm{1\, sr = 1\,\frac{m^2}{m^2} = \frac{\left[ Fl\ddot{a}che \right]}{\left[ Radius^2 \right]}}
Beleuchtungsstärke: E
Spezifische Lichtausstrahlung: M		 E=\frac{\partial \Phi}{\partial A} Lux (lx) \mathrm{1\, lx = 1\,\frac{lm}{m^2} = 1\,\frac{sr\, cd}{m^2}}
Leuchtdichte: L L=\frac{\partial^2 \Phi}{\partial \Omega \cdot \partial A_1 \cdot \cos \varepsilon_1} keine eigene Einheit \mathrm{1\,\frac{cd}{m^2}} = \mathrm{1\,\frac{lm}{sr\,m^2}}
Lichtstärke: Iv I=\frac{\partial\Phi }{\partial\Omega} Candela (cd) \mathrm{1\, cd = 1\, \frac{lm}{sr}}

[Bearbeiten] Literatur

  • Hans R. Ris: Beleuchtungstechnik für Praktiker. 2. Auflage, VDE-Verlag GmbH, Berlin/Offenbach 1997, ISBN 3-8007-2163-5.
  • Wilhelm Gerster: Moderne Beleuchtungssysteme für drinnen und draussen. 1. Auflage, Compact Verlag, München 1997, ISBN 3-8174-2395-0.
  • Horst Stöcker: Taschenbuch der Physik. 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4.
  • Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18.Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9.

[Bearbeiten] Siehe auch

[Bearbeiten] Einzelnachweise

  1. ↑ Die Werte schwanken von Mensch zu Mensch, und sind auch von der Frequenz des Lichts abhängig.
Von „http://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdichte“
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