Lichtfarbe oder Farbtemperatur

Häufig hören wir, dass Energiesparlampen kaltes Licht machen oder wir lesen auf der Packung für eine Energiesparlampe „warmweißes“ Licht. Doch was hat es eigentlich damit auf sich und nach welchen Kriterien wird eine Lichtquelle in warmes oder kaltes Licht unterschieden?

 

Lichtfarben
Lichtfarben
 

Hintergrund Farbtemperatur

 

Dazu müssen wir uns kurz mit der Physik beschäftigen. Als Farbtemperatur bezeichnet man einen Vergleichswert, der nach zwei physikalischen Gesetzen (Plancksches Strahlungsgesetz und Wiensches Verschiebungsgesetz) die Intensitätskurve (Strahlungskuve) eines schwarzen Körpers im Maximum beschreibt. Diese Kurve verschiebt sich mit steigender Temperatur immer mehr vom langwelligen in den kurzwelligen Bereich.

Am Beispiel des Wolframdrahtes einer Glühlampe heißt das: Je heißer der Draht in der Glühlampe wird, desto mehr kurzwellige Strahlung gibt dieser ab. Je mehr kurzwellige Strahlung im Licht enthalten ist, desto kälter wirkt es. 
 

Keine Bange, wenn Sie sich das nicht vorstellen können, es geht noch plastischer. Stellen Sie sich vor, Sie sind in einer Schmiede. Der Schmied möchte ein Hufeisen bearbeiten. Deshalb legt er einen Teil des Hufeisens in die Esse (den Schmiedeofen). Nach einiger Zeit holt er das Hufeisen heraus, um zu schauen, ob er es schon schmieden kann. 

 

Verlauf der Farbtemperatur am Beispiel eines Hufeisen

 

Heißes Eisen
Heißes Eisen
 
 

Sie sehen, wie das Eisen zum Teil glüht. Der rechte obere Teil des Hufeisens ist noch kalt, es wurde nicht erhitzt. Dann wird das Hufeisen immer heißer. Erst wird es orange, dann gelb und schließlich hellgelb. Das orange Eisen strahlt dabei das "wärmste" Licht aus, ist aber nicht die wärmste Stelle am Eisen. Je heißer das Eisen wird, desto kälteres Licht strahlt es ab. Bei sehr heißem Eisen spricht man ja auch von Weißglut. Dabei wirkt das Eisen dann schon nicht mehr gelb, sondern fast weiß.

Licht, das wir mit einer warmen Lichtfarbe wahrnehmen, hat also seinen Schwerpunkt im Strahlungsspektrum nahe der Infrarotstrahlung. Je kälter die Lichtfarbe wird, desto mehr liegt der Schwerpunkt in Richtung der UV-Strahlung.

Energiesparlampen haben, anders als die Temperaturstrahler (Glühlampe und Halogenlampe), keine so kontinuierliche Verteilung der Wellenlängen über das Strahlungsspektrum. Einzelne Wellenlängen sind extrem stark betont. Im Mittel hat das Licht einer warmweißen Energiesparlampe zwar die gleiche Farbtemperatur wie das Licht einer Glühlampe, die Verteilung ist jedoch grundverschieden. An dieser Tatsache liegt es auch, dass der Farbwiedergabeindex von Energiesparlampen und vielen anderen effizienten Lichtquellen geringer ist als der von Temperaturstrahlern. Denn im Gegensatz zu diesen werden bei Energiesparlampen, Leuchtdioden usw. nicht Massen erhitzt, sondern Elektronen zum Schwingen gebracht. Diese strahlen dann in einem ganz eng begrenzten Wellenlängenbereich das Licht ab.

 

Farbtemperatur bestimmt die Lichtfarbe

 

Exakt erfasst wird die Lichtfarbe in Kelvin (K). Diese Einheit ist abgeleitet von einem idealen Wärmestrahler und beschreibt welche Farbtemperatur dieser abstrahlen würde, wenn er auf diesen Wert erhitzt wird.

Hier zur Verdeutlichung: Sie fahren mit ihrem Fahrrad und haben den Dynamo eingeschaltet. Wenn Sie eine normale Glühlampe zur Beleuchtung nutzen leuchtet diese bei Schrittgeschwindigkeit nur orange auf, die Lampe ist nicht sehr heiß. Wenn sie sehr schnell fahren fließt mehr Strom und der Wolframdraht im Inneren der Lampe wird deutlich heißer und gibt ein hellgelbes Licht ab. Dieses hat eine höhere Farbtemperatur, auch der Wolframdraht hat eine höhere Temperatur.

Hier sehen Sie eine Tabelle, in der Farbtemperaturen von verschiedenen Leuchtmitteln und verschiedenen Tageszeiten aufgeführt sind.
 

Farbtemperatur ca. Lichtarbe Leuchtmittel / Bedingung
1900°K   Kerzenlicht
2000°K   Natriumdampflampe
2700°K warmweiß Glühlampe, ww Leuchtstofflampe
3000°K   Halogenlampe
4000°K kaltweiß Leuchtstofflampe kaltweiß
4500°K   Xenon-Lampe
5000°K   Morgensonne
5800°K   Mittagssonne
6500°K tageslichtweiß Leuchtstofflampe, tageslichtweiß
 

 

 

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