Lichtspektrum

Das Spektrum des sichtbaren Lichtes

Das Licht, welches uns tätig umgibt – ob natürlichen Ursprungs oder Kunstlicht – erscheint uns als farbig und in den verschiedensten Weiss-Abstufungen. Diese unterschiedlichen weißen Farben werden in Kelvin angegeben. Warme Weisstöne liegen z.B. bei 2700 bis 3000 Kelvin, kalte Weisstöne bei 5000 bis 7000 Kelvin (siehe Kelvin).

Wellenlängen

Wellenlängen

Was diese Angaben verbergen: meist besteht das wahrgenommene Licht nicht aus einer Wellenlänge (s.u.), sondern aus einem Gemisch der verschiedensten Wellenlängen. Diese addieren sich zu der Lichtfarbe, die wir wahrnehmen (merke: die Lichtfarbe entspricht nicht nur der „Farbe“ aus dem allgemeinen Sprachgebrauch, sondern beschreibt meistens die Tönung des weißen Lichts).

So belegen im sichtbaren Lichtspektrum die Farben folgende Wellenlängen:
Rottöne: 710–630nm
Orangetöne: 630–580nm
Gelbtöne: 580–560nm
Grüntöne: 560–480nm
Blautöne: 480–420nm
Violettöne: 420–380nm

Lichtdispersion durch ein Prisma

Das Spektrum

Eine Spektralanalyse zeigt die Verteilung der verschiedenen Wellenlängen, welche das Licht beinhaltet.
Jede Lichtquelle hat hier eine eigene, spezifische Verteilung resultierend aus den verschiedenen Arten der Lichterzeugung. Ob Heissstrahler wie Sonne, Glühbirne oder Feuer, leuchtende Gase wie in der Leuchtstoffröhre oder Halbleiter wie die LED. Jedoch ist die Erzeugung von Licht auch innerhalb einer Technik nicht gleich. Art und Menge der Gasgemische und kleinste Änderungen der Zusammensetzung der Phosphorschicht auf der LED verändern das Spektrum. Auch Licht, welches uns visuell absolut gleich erscheint oder Licht mit einer bestimmten Kelvin-Angabe, kann aus unterschiedlichen Wellenlängen zusammengesetzt sein.
Dies beeinflusst unsere Umgebungswahrnehmung enorm.
Je breiter das Spektrum ist, das heißt je mehr Licht der verschiedenen Wellenlängen vorhanden ist und je gleichmäßiger deren Intensität ist, desto mehr der abgestrahlten Körperfarben können reflektiert werden und desto besser ist die Farbwiedergabe der Lichtquelle. Ist eine Wellenlänge nicht oder nur schwach im Spektrum vorhanden, erscheint ein Körper in der Farbe dieser Wellenlänge grau.

Erstellen einer Spektrums

Spektralanalysen kann man durch Interferenz mittels eines Gitterspektrums oder durch Dispersion mittels eines Prismas erstellen.

Emissionsspektrum

Das Licht wird von einer Lichtquelle ausgestrahlt (emittiert) und in die vorhandenen Wellenlängen aufgespalten. Es entsteht ein so genanntes Emissionsspektrum. Ein Emissionsspektrum kann auch als Kurve dargestellt werden, wobei hier die Kurvenhöhe die Intensität der entsprechenden Wellenlänge angibt. Häufig wird dies als relatives Diagramm dargestellt, absolut ist die Angabe ein in Watt gemessener Wert.
Absorptionsspektrum
Im Gegensatz zum Emissionsspektrum werden bei einem Absorptionsspektrum die Lichtwellen durch ein absorbierendes Gas geleitet. So entstehen Absorptionslinien im Spektralverlauf durch die vom Gas verschluckten Wellenlängen. Im Spektrum der Sonne z.B. zeigen diese Linien die Zusammensetzung der Sonnenatmosphäre an (Frauenhofersche Linien).

Ist das Spektrum ausgeglichen und alle Wellenlängen des sichtbaren Lichtes vertreten, spricht man von einem kontinuierlichen Spektrum. Im Gegensatz dazu emittieren z.B. chemische Elemente je eine ganz spezielle Wellenlänge und erzeugen so scharf abgegrenzte Linienspektren.

Spektralanalysen in der Lichttechnik

In der Beleuchtungstechnik gibt das Spektrum der Lampen an, welche Farben besonders gut wiedergegeben werden. Eine hohe Farbwiedergabe erfordert ein ausgeglichenes Spektrum mit vielen enthaltenen Wellenlängen. Außerdem können Lichtquellen auf die zu beleuchtenden Gegenstände genau abgestimmt werden. So kann man z.B. in der Hallenbeleuchtung oder Arbeitsplatz-Beleuchtung bei farbrelevanten Beleuchtungen die Lichtquelle exakt auf die Arbeitsaufgabe abstimmen. Ebenso können in der Shopbeleuchtung die Farben der ausgestellten Waren in der Auswahl der Leuchtmittel berücksichtigt werden.

Lichtspektrum des Sonnenlichtes

Lichtspektrum LED Hallenstrahler MH Plus

Lichtspektrum LED Panel 4000K

Lichtspektrum LED Röhre 4000K

Lichtspektrum Leuchtstoffröhre 4000K