Lichtstärke

Die Lichtstärke I_vist die Strahlungsleistung einer Lichtquelle pro Raumwinkel, gewichtet mit der spektralen Empfindlichkeit des Auges. Sie ist damit die fotometrische Entsprechung der Strahlungsstärke. Misst man die Lichtstärke in Candela über den gesamten Raumwinkel in Steradiant, erhält man den Lichtstrom in Lumen. Die Lichtstärke einer Lichtquelle gibt die Energie an, mit der sie in einer bestimmten Zeitspanne und Richtung Licht einer bestimmten Frequenz aussendet.

Einheit

Die Lichtstärke ist eine Basisgröße im SI-Einheitensystem. In der Vergangenheit dienten unterschiedliche Lichtquellen als Bezugsgröße, bis in neuere Zeit ein Hohlraumstrahler (Schwarzer Strahler) aus Platin: die Lichtstärke einer 1 cm² großen Platinfläche in einem Hohlraumstrahler bei einer Temperatur von 2042,5 K (Erstarrungstemperatur des Platin) und einem Umgebungsdruck von 101.325 Pa entspricht senkrecht zur Oberfläche der Lichtstärke von 60 cd.

Seit 1979 dient die Strahlungsleistung als Normal:

Eine monochromatische Lichtquelle der Frequenz 540·10¹² Hz (grüngelbes Licht), die mit einer Leistung von 1/683 W pro Raumwinkel strahlt, hat die Lichtstärke von 1 cd.

Andersfarbige Lichtquellen werden mit der mittleren Hellempfindlichkeitskurve des Auges gewichtet, siehe Lichtstrom.

Abgeleitete Größen sind der Lichtstrom (Einheit: Lumen), die Leuchtdichte (Einheit: cd·m⁻²) und die Beleuchtungsstärke (Einheit: Lux).

Wahrgenommene Lichtstärke

Die Lichtstärke ist eine Eigenschaft der Lichtquelle und hängt nicht vom Abstand eines Beobachters ab. Sie beziffert den Teil des Lichtstroms (Einheit: Lumen), der in eine bestimmte Richtung (pro Raumwinkel) emittiert wird. Dabei wird die spektrale Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges in Betracht gezogen. Beispielsweise ist die Lichtstärke einer Infrarot-Strahlungsquelle gleich null, da sie für das menschliche Auge unsichtbar ist.

Die vom Auge empfundene Helligkeit einer Lichtquelle stimmt nicht immer mit der physikalischen Lichtstärke überein. Der Kontrast mit der Umgebung beeinflusst die physiologische Wahrnehmung. Eine Lichtquelle mit einer kleinen Oberfläche wird als heller (oder blendender) empfunden als eine Lichtquelle mit gleicher physikalischer Lichtstärke, aber einer größeren Oberfläche. Dieser Effekt kann zum Beispiel bei Autoscheinwerfern verschiedener Größe oder bei Auf- oder Untergang von Mond oder Sonne beobachtet werden.

Umrechnungsbeispiele

Veraltete Einheiten

Bisher übliche Lichtstärkeeinheiten waren

• die Alte Lichteinheit, definiert durch eine 83 g schwere Wachskerze mit einer Flammenhöhe von 42 mm,
• die Einheit des Deutschen Vereins der Gas- und Wasserfachmänner, DVGW, definiert durch eine Paraffinkerze von 20 mm Durchmesser bei 50 mm Flammenhöhe
• die Berliner Lichteinheit, definiert durch eine Walrat-Kerze mit 44,5 mm Flammenhöhe und einem Verbrauch von 7,77 g pro Stunde
• die Violle-Einheit, benannt nach dem französischen Physiker Jules Violle, 1889 definiert als die Lichtstärke von einem Quadratzentimeter Platin bei einer Verfestigungstemperatur von 2042 Kelvin,
• ab 1896 wurde in Deutschland die Hefnerkerze verwendet

Alle Einheiten wurden 1942 durch die „Neue Kerze“ ersetzt, die 1948 in Candela umbenannt wurde und seither als SI-Basiseinheit für die Lichtstärke gilt.

Vergleichswerte der Lichtstärken-Einheiten

Neue Kerze / Candela	Hefnerkerze	Internationale Kerze	Berliner LE	DVWG-Kerze	Violle
1	1,1074	0,98	0,9014	0,9225	0,04907
0,9030	1	0,8860	0,8140	0,8330	0,04433
1,0190	1,1280	1	0,9187	0,9402	0,05000
1,11	1,2278	1,0885	1	1,0233	0,05442
1,08	1,1998	1,0636	0,9772	1	0,05318
20,38	22,5600	20,0000	18,3747	18,8036	1

Weblinks

• Fotometrie Applet - Veranschaulichung fotometrischer Größen