Lichtausbeute
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Die Lichtausbeute (Formelzeichen: η) ist der Quotient aus dem von einer Lampe abgegebenen Lichtstrom Φ und deren Leistungsaufnahme P. Die Einheit ist: lm/W (Lumen pro Watt).
Beispiele für die Lichtausbeute einiger Lichtquellen:
| Lichtquelle |
Lichtausbeute |
|---|---|
| Kerze (bezogen auf ca. 150 W Heizleistung) | 0,1 |
| Öllampe | 0,2 |
| Starklichtlampe (bezogen auf ca. 1 kW Heizleistung) | 5 |
| Bogenlampe | 8 |
| Glühlampe (40 W) | 13 |
| Glühlampe (100 W) | 15 |
| Halogenglühlampe (12 V) | 28 |
| Energiesparlampe (mit E14 oder E27 Gewinde) | 40–80 |
| Kaltkathode | 50-60 |
| Leuchtstofflampe (36 W, mit induktivem Vorschaltgerät) | 60–90 |
| Leuchtstofflampe (36 W, mit elektronischem Vorschaltgerät) | 80–110 |
| (*)Leuchtröhre (umgangsspachlich Neonröhre) | 30 |
| Quecksilberdampflampe | 80–100 |
| Natriumdampf-Hochdrucklampe | bis ca. 150 |
| Xenon-Gasentladungslampe (PKW) | 90 |
| (*) Natriumdampf-Niederdrucklampe | bis ca. 200 |
| Schwefeldampflampe | ca. 95 |
| (*) Leuchtdiode blau | 1–16 |
| (*) Leuchtdiode rot | 5–90 |
| Leuchtdiode weiß | bis ca. 35 |
Die Lichtausbeute einfarbiger Lichtquellen, mit (*) gekennzeichnet, ist nicht unmittelbar vergleichbar mit der weißer Strahler.
Die Lichtausbeute stellt einen Zusammenhang her zwischen der physikalischen Größe Watt und der physiologischen Größe Lumen, die von einer empirisch abgeleiteten spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges abhängt.
Nach Definition des Lichtstroms kann eine Strahlungsquelle von 1 Watt bei einer Wellenlänge von 555 nm für das hell adaptierte Auge nicht heller als 683 Lumen (682 lm [1]) erscheinen. Für ein dunkel-adaptiertes Auge liegen die Werte bei 510 nm und 1725 Lumen.
Für andere Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche muss die empirische Hellempfindlichkeitskurve v(λ) des Auges berücksichtigt werden. Das Auge nimmt eine Lichtquelle, die homogen im Bereich von 380–740 nm strahlt, als weißes Licht wahr, aber nur mit einer Effizienz von ca. 30 %. Statt 673 lm sieht es ca. 200 lm (bzw. 36 % und 240 lm bei 410–705 nm [2]): 
; 
Ein schwarzer Temperatur-Strahler ist eine ineffiziente Lichtquelle. Die Abbildung rechts zeigt die Strahlungsleistung in Abhängigkeit von der Wellenlänge für verschiedene Temperaturen. Das menschliche Auge kann nur einen Ausschnitt des Spektrums wahrnehmen. Bei 2000 K entfallen nur ca. 0,2 % (siehe Tabelle) der Strahlungsleistung auf den sichtbaren Bereich. Selbst bei der Optimaltemperatur von 7000 K sind es weniger als 15 % der Strahlung, die sich zur Beleuchtung eignen.
Den Zusammenhang zwischen der mit der Hellempfindlichkeitskurve gewichteten Strahlungsleistung (gemessen in Watt) und des Helligkeitseindrucks (gemessen in Lumen) stellt das photometrischen Strahlungsäquivalent her.
Bei einen Temperaturstrahler ist der prozentuale Wirkungsgrad von Strahlungsleistung im sichtbaren Bereich zu erzeugter Strahlungsleistung abhängig von der Temperatur, siehe Diagramm. Für nichtthermische Strahler, wie zum Beispiel Gasentladungslampen, ist es schwierig, eine Referenztemperatur und damit eine Referenzleistung eines schwarzen Strahlers anzugeben. Aus diesem Grund sollte die (physiologische) Lichtausbeute nicht als prozentualer Wirkungsgrad relativ zu einer ungenau definierten Referenzgröße angegeben werden, sondern unmittelbar als Lichtausbeute in lm/W.
