Photometrie
Wissenschaft der Lichtmessung
Was ist Photometrie?
Photometrie (griech.phos = Licht,metron = Maß) ist die Wissenschaft der Lichtmessung unter Berücksichtigung der menschlichen Wahrnehmung. Sie quantifiziert sichtbares Licht in Einheiten wieLumen, Lux, Candela und Leuchtdichte.
Photometrie vs. Radiometrie
| Aspekt | Radiometrie | Photometrie |
|---|---|---|
| Was wird gemessen? | Elektromagnetische Strahlung | Sichtbares Licht |
| Wellenlänge | Alle (UV, VIS, IR) | 380-780 nm (sichtbar) |
| Bewertung | Physikalisch objektiv | Nach menschlicher Wahrnehmung |
| Leistung | Watt (W) | Lumen (lm) |
| Intensität | W/sr | Candela (cd) |
| Beleuchtung | W/m² | Lux (lx) |
| Anwendung | Physik, Astronomie | Beleuchtungstechnik |
Photometrische Größen (DIN 5031)
1. Lichtstrom (Φ) - Lumen (lm)
Definition: Gesamte Lichtmenge, die von einer Quelle in alle Richtungen ausgestrahlt wird.
Beispiel: Eine 800 lm LED-Lampe strahlt insgesamt 800 Lumen ab.
2. Lichtstärke (I) - Candela (cd)
Definition: Lichtstrom pro Raumwinkel in eine bestimmte Richtung.
Beispiel: Ein Spot mit 500 cd Lichtstärke in Hauptrichtung.
3. Beleuchtungsstärke (E) - Lux (lx)
Definition: Lichtstrom pro Fläche (wie viel Licht kommt an).
Beispiel: 500 Lux auf einem Schreibtisch (DIN-Norm Büro).
4. Leuchtdichte (L) - Candela/m² (cd/m²)
Definition: Lichtstärke pro Fläche (wie hell eine Fläche wirkt).
Beispiel: Bildschirm 200 cd/m², Sonne 1,6 Mrd. cd/m²
5. Lichtausbeute (η) - Lumen/Watt (lm/W)
Definition: Verhältnis von Lichtstrom zu elektrischer Leistung (Effizienz).
Beispiel: Glühbirne 12 lm/W, LED 100 lm/W
V(λ) - Hellempfindlichkeitskurve des Auges
Das menschliche Auge ist nicht für alle Wellenlängen gleich empfindlich. Diephotopische V(λ)-Funktion (DIN 5031-3) beschreibt die spektrale Empfindlichkeit bei Tageslicht (photopisches Sehen).
Praktische Bedeutung: Ein grüner Laser (532 nm) wirkt heller als ein roter Laser (650 nm) bei gleicher physikalischer Leistung (Watt), weil das Auge grünes Licht besser wahrnimmt.
Photometrische Messverfahren
1. Luxmeter (Beleuchtungsstärkemessung)
Misst die Beleuchtungsstärke (Lux) an einem Punkt. Sensor ist V(λ)-korrigiert.
Genauigkeit: ±2-5% bei kalibrierten Geräten
2. Goniophotometer (Lichtverteilungsmessung)
Misst Lichtstärkeverteilung (LVK) einer Leuchte in alle Raumrichtungen. Rotiert Leuchte oder Sensor in allen drei Achsen.
Output: LDT/IES-Dateien für Lichtplanungssoftware
3. Ulbricht-Kugel (Gesamtlichtstrom)
Integriert Lichtstrom (Lumen) über alle Richtungen. Kugel innen weiß beschichtet (98% Reflexion).
Norm: DIN 5032-3, CIE 84
4. Leuchtdichtemessgerät (Luminanzmeter)
Misst Leuchtdichte (cd/m²) von Flächen und Lichtquellen. Wichtig für UGR-Berechnung.
Beispiel: Spot-Leuchtmeter mit Fokussierung
5. Spektralradiometer (Spektralmessung)
Misst spektrale Verteilung (Wellenlänge × Intensität). Analyse von Farbwiedergabe (CRI), Farbtemperatur (CCT) und Farbort (x,y).
Output: CRI Ra, CCT in Kelvin, CIE-Farbort
Normen & Standards
Anwendungen der Photometrie
Beleuchtungsplanung
- • DIN-konforme Lichtplanung
- • Lux-Berechnungen
- • UGR-Blendungsbewertung
- • Energieeffizienz
Qualitätssicherung
- • LED-Binning (Farbabgleich)
- • Lumen-Wartung (L70/L80)
- • CRI-Farbwiedergabe Tests
- • Produktzertifizierung
Automotive
- • Scheinwerfer-Lichtverteilung
- • ECE-Prüfung (E-Kennzeichen)
- • Instrumentenbeleuchtung
- • Tagfahrlicht-Helligkeit
🎬 Display & Entertainment
- • Monitor-Kalibrierung
- • Beamer-Helligkeit (ANSI Lumen)
- • TV-Leuchtdichte
- • Bühnenbeleuchtung