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Farbtemeperatur (°K)
Die "Stimmung" des Licht
Da Weiß nicht gleich Weiß ist, wird diese Einheit überwiegend bei weißen LEDs angegeben, da diese keine genaue Wellenlänge besitzen.
Die Wärme Weiß ist bekanntlich ja keine Farbe, sondern eine totale "Reflektion" aller Spektralfarben des Lichts.
Ein warmens weiches Licht, welches ein Lagefeuer oder Kerze austrahlt, erzeugt eine andere "Stimmung" als z.B die Mittagssonne, der Vollmond oder eine Leuchtstoffröhre.
Ein jeder Ledkäufer sollte sich also zu Beginn die Frage stellen: Welche Stimmung möchte ich erzeugen?
Benötige ich starkes, hartes Licht um z.B. eine Skulptur auszuleuchten; wünsche ich mir die gleiche Stimmung die meine alte Glühbirne erzeugt hat oder benötige ich ein angenehmes, aber starkes Licht für meine Nachttischlampe. Nur wie finde ich jetzt die richtige Stimmung?
Die Farbtemperatur ist ein Vergleichswert!
Welche Stimmung möchte ich erzeugen?
WEISSE LEDs:WEISS IST NICHT GLEICH WEISS! Deswegen wird beim WEISSEN Licht die Farbtemperatur in Kelvin (K) angegeben.
Eine Kerze besitzt z.B.eine Farbtemperatur von 1500°K, also ein gelblich, leicht rötliches Licht. Eine 100W Glühbirne hat schon 2800°K und wird auch als warm WEISS bezeichnet (hoher Gelb Anteil). Hier bitte aufpassen! Den Begriff "warm WEISS" dehnen LED Händler sehr gerne nach ihren Wünschen. Weiss beginnt ab ca. 4000°K. Je höher jetzt die Farbtemperatur steigt, desto "weißer" wird das Licht und wir empfinden es als "kälter" (4000°K). Steigt die Farbtemperatur weiter, verändert sich das Kalt Weiss, ins bläuliche (12000°K). (z.B Dämmerung, "die blaue Stunde" oder die blaue Flammen bei einer Gastherme)
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Lichtquelle Farbtemperatur Kerze 1.500 K Glühlampe (40 W) 2.680 K Glühlampe (60 W) 2.200 K Glühlampe (100 W) 2.800 K Glühlampe (200 W) 3.000 K Halogenlampe, Leuchtstoffröhre (Warmweiß) 3.000 K Fotolampe Typ B, Halogenglühlampe 3.200 K Leuchtstoffröhre (Kaltweiß) 4.000 K Xenon-Lampe, Lichtbogen 4.500-5.000 K Morgensonne-/Abendsonne, 5.000 K Vormittags-/Nachmittagsonne 5.500 K Elektronenblitzgerät 5.500-5.600 K Mittagssonne, Bewölkung 5.500-5.800 K Tageslichtlampe 5.600-7.000 K Blauer Himmel 9.000-12.000 K Dämmerung, blau Stunde 10.000 K |
Die Farbe wird mit dem Glühen eines schwarzen Körpers (Titan) verglichen (deswegen Farbtemperatur). Schwarz hat die Temperatur 0°K (-273°C). Bei leichter Erwärmung strahlt der Körper im Infrarotbereich, was der Grund dafür ist, dass wir hier noch keine Wärmeentwicklung mit dem bloßen Auge erkennen können. UV Licht wird von der Augenlinse verschluckt.
Bei einer weiteren Erhitzung kann ein Körper die Farben Rot, Gelb, Weiß und sogar Blau annehmen. Wenn also bei einer weißen LED eine Farbtemperatur von 8 000°K angegeben ist, heißt das nichts anderes, als dass ein Titankörper 8 000°K heiß sein müsste, um diese "Farbe" auszustrahlen. 8.000°K wären somit ein kaltes weiß-blau.(siehe obere Abbildung)
Bei weißen LEDs ist es natürlich keine Reflektion, sondern eine Ausgabe aller Spektralfarben (entweder durch eine Mischung mehrerer Farben oder durch eine teilweise Umwandlung von blauem in gelbes Licht).
Die internationale Norm für mittleres Sonnenlicht (vor- beziehungsweise nachmittags) beträgt 5.500 Kelvin
Der CRI-Wertes kann nur zwischen 0 und 100 liegen.
Alles über 95 gilt als "super", also eine sehr gute Farbwiedergabe, alles unter 70 als schlecht. Das heist, je höher der CRI- INDEX ist, desto natürlicher und angenehmer werden Farben von dem beleuchteten Objekt wiedergegeben und vom menschlichen Auge empfunden. Sonnenlicht hat z.B. den CRI-Wert von logischen 100. "Warm" Weiße LEDs mit einer Farbtemperatur von 3000K besitzen einen CRI von ca. 80. (RA 830)
Wenn z.B. eine RA Index, auf der Leuchtenverpackung von RA 927 steht, bedeutet die erste Zahl, hier die 9, einen Farbwert 90 von 100. Das heißt: alle Farben werden nahezu optimal wiedergegeben. Die 27 gibt die Farbtemperatur an und beträgt in diesem Fall 2.700 Kelvin oder "extra" Warmweiß.
Temperaturstrahlung:
Für diejenigen die sich ein bisschen genauer über die Temperaturstrahlung informieren wollen, haben wir das folgende Kapitel erstellt.Um 1900 war die Wechselwirkung zwischen Materie und Licht noch relativ ungeklärt. Lord Kelvin nannte es "das Versagen der klassischen Physik" als man versuchte, die ausgehende Strahlung von glühenden Körpern richtig zu Beschreiben. Erst Max Plank, brachte im Dez. 1900 eine Lösung die er in der Naturkonstante "das Planck´sche Wirkungsquantum" ausdrückte und den Beginn der Quantenphysik setzte.
Alle Körper senden ständig elektromagnetische Strahlung aus. Alle Elektronen und Atomkerne in einem Körper sind in thermischer Bewegung, sie vibrieren und senden ein kontinuierliches Spektrum von elektromagnetischer Strahlung ab. Dies Strahlung wird als Temperaturstrahlung bezeichnet. So z.B. strahlt auch ein Mensch durch seine Körperwärme Temperaturstrahlung aus. Bei Temperaturen bis ca. 480°C ist die Welle der Temperaturstrahlung eine langgezogene und wir empfinden sie als Wärme (Infrarot). Steigt die Temperatur des Körpers(die Atome fangen stärker zu vibrieren an), beginnt er allmählich zu glühen und sendet Strahlung im sichtbaren Bereich des Lichts aus, wie z.B unsere Sonne.
Die Strahlungsleistung eines Körpers ist jene Energie die er pro Sekunde in den Raum abstrahlt. Sie ist proportional zur Oberfläche. (doppelte, dreifache usw. Oberfläche, doppelte, dreifache usw. Strahlungsleistung) Die Strahlungsleistung hängt aber auch von seiner Rauigkeit und Farbe ab.
Als schwarz bezeichnen wir einen Körper, der im sichtbaren Bereich des Lichts die meiste Strahlung absorbiert. Als Schwarzen Strahler hingegen, wird ein Körper bezeichnet der alle einfallende Strahlen vollständig absorbiert. Ein Schwarzer Strahler wird durch einen innen geschwärzten Hohlraum, der mit einer kleinen Öffnung versehen ist realisiert. Wird nur eine Strahlung in den Holraum geschickt, wird sie solange reflektiert bis sie vollständig absorbiert also vom Körper aufgenommen ist. Schauen wir bei niedrigen Temperaturen in die Öffnung, erscheint sie uns schwarz. Steigt die Temperatur fangen die Innenwände zu glühen an und aus er Öffnung tritt helles Licht aus. Dieses Licht kann man nun beugen (ablenken) und messen wieviel Strahlungsleistung auf die jeweilige Wellenlänge entfällt.
Max Plank konnte somit die gemessenen Daten vergleichen und die richtig Formel für die spektrale Srahlungsleistung angeben. Planck´sche Quantenhypothese: Die Absorption und Emission von elektromagnetischer Strahlung einer Frequenz f, erfolgt durch "atomare" Sender in den Hohlraumwänden, deren Energie dabei um hf zu-, bzw. abnimmt. (h= Planck´sche Wirkungsquantum) Dafür erhielt er den Nobelpreis. Hier wäre noch interessant zu bemerken, das Albert Einstein, etwas später, das Planck´sche Strahlungsgesetz noch einmal ableitete und so auf die Photonenhypothese (E=hf) stieß und dafür den Nobelpreis erhielt obwohl er sich bis zu seinem Tode nicht mit der Quantentheorie anfreunden konnte.
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