Licht-Umrechner
Licht & Photometrie — Von Candela zu Lumen
Meistern Sie photometrische Einheiten in 5 Kategorien: Beleuchtungsstärke (Lux), Leuchtdichte (Nit), Lichtstärke (Candela), Lichtstrom (Lumen) und Belichtung. Verstehen Sie den Unterschied zwischen Licht AUF Oberflächen und VON Oberflächen.
Grundlagen der Photometrie
Fünf physikalische Größen
Die Photometrie misst 5 VERSCHIEDENE Dinge! Beleuchtungsstärke: Licht, das AUF eine Oberfläche fällt (Lux). Leuchtdichte: Licht VON einer Oberfläche (Nit). Stärke: Quellenstärke (Candela). Strom: Gesamtleistung (Lumen). Belichtung: Licht x Zeit. Kann nicht gemischt werden!
- Beleuchtungsstärke: Lux (Licht AUF)
- Leuchtdichte: Nit (Licht VON)
- Stärke: Candela (Quelle)
- Strom: Lumen (gesamt)
- Belichtung: Lux-Sekunde (Zeit)
Beleuchtungsstärke (Lux)
Licht, das AUF eine Oberfläche fällt. Einheiten: Lux (lx) = Lumen pro Quadratmeter. Sonnenlicht: 100.000 Lux. Büro: 500 Lux. Mondlicht: 0,1 Lux. Misst, wie hell eine Oberfläche erscheint, wenn sie beleuchtet wird.
- Lux = lm/m² (Lumen/Fläche)
- Sonnenlicht: 100.000 lx
- Büro: 300-500 lx
- Kann nicht in Nit umgewandelt werden!
Leuchtdichte (Nit)
Licht, das VON einer Oberfläche kommt (emittiert oder reflektiert). Einheiten: Nit = Candela pro Quadratmeter. Handy-Bildschirm: 500 Nits. Laptop: 300 Nits. Anders als Beleuchtungsstärke! Misst die Helligkeit der Oberfläche selbst.
- Nit = cd/m²
- Handy: 400-800 Nits
- Laptop: 200-400 Nits
- Anders als Beleuchtungsstärke!
- 5 verschiedene physikalische Größen - nicht mischen!
- Beleuchtungsstärke (Lux): Licht AUF Oberfläche
- Leuchtdichte (Nit): Licht VON Oberfläche
- Stärke (Candela): Quellenstärke in eine Richtung
- Strom (Lumen): gesamte Lichtleistung
- Nur innerhalb derselben Kategorie umwandeln!
Die fünf Kategorien erklärt
Beleuchtungsstärke (Licht AUF)
Licht, das AUF eine Oberfläche fällt. Misst, wie viel Licht auf eine Fläche trifft. Basiseinheit: Lux (lx). 1 Lux = 1 Lumen pro Quadratmeter. Foot-candle (fc) = 10,76 Lux. Wird für Lichtdesign verwendet.
- Lux (lx): SI-Einheit
- Foot-candle (fc): imperial
- Phot (ph): CGS (10.000 lx)
- Misst empfangenes Licht
Leuchtdichte (Licht VON)
Licht, das VON einer Oberfläche emittiert oder reflektiert wird. Die Helligkeit, die Sie sehen. Basiseinheit: Nit = Candela/m². Stilb = 10.000 Nits. Lambert, Foot-lambert sind historisch. Wird für Displays, Bildschirme verwendet.
- Nit (cd/m²): modern
- Stilb: 10.000 Nits
- Lambert: 3.183 Nits
- Foot-lambert: 3,43 Nits
Stärke, Strom, Belichtung
Stärke (Candela): Quellenstärke in eine Richtung. SI-Basiseinheit! Strom (Lumen): Gesamtleistung in alle Richtungen. Belichtung (Lux-Sekunde): Beleuchtungsstärke über Zeit für die Fotografie.
- Candela (cd): SI-Basis
- Lumen (lm): Gesamtleistung
- Lux-Sekunde: Belichtung
- Alles unterschiedliche Größen!
Die Physik der Lichtmessung
Abstandsgesetz
Die Lichtintensität nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Beleuchtungsstärke E = Stärke I / Entfernung² (r²). Doppelte Entfernung = 1/4 Helligkeit. 1 Candela in 1 Meter = 1 Lux. In 2 Metern = 0,25 Lux.
- E = I / r²
- Doppelte Entfernung = 1/4 Licht
- 1 cd bei 1m = 1 lx
- 1 cd bei 2m = 0,25 lx
Vom Strom zur Beleuchtungsstärke
Lichtstrom verteilt über eine Fläche. E (Lux) = Strom (Lumen) / Fläche (m²). 1000 Lumen auf 1 m² = 1000 Lux. Auf 10 m² = 100 Lux. Größere Fläche = weniger Beleuchtungsstärke.
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- Die Fläche ist wichtig!
Leuchtdichte & Reflexionsgrad
Leuchtdichte = Beleuchtungsstärke x Reflexionsgrad / π. Weiße Wand (90% Reflexionsgrad): hohe Leuchtdichte. Schwarze Oberfläche (10% Reflexionsgrad): niedrige Leuchtdichte. Gleiche Beleuchtungsstärke, unterschiedliche Leuchtdichte! Hängt von der Oberfläche ab.
- L = E × ρ / π
- Weiß: hohe Leuchtdichte
- Schwarz: niedrige Leuchtdichte
- Die Oberfläche ist wichtig!
Referenzwerte für die Lichtstärke
| Bedingung | Beleuchtungsstärke (Lux) | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Sternenlicht | 0.0001 | Dunkelstes natürliches Licht |
| Mondlicht (voll) | 0.1 - 1 | Klare Nacht |
| Straßenbeleuchtung | 10 - 20 | Typisch städtisch |
| Wohnzimmer | 50 - 150 | Gemütliches Zuhause |
| Büroarbeitsplatz | 300 - 500 | Standardanforderung |
| Einzelhandelsgeschäft | 500 - 1000 | Helle Auslage |
| Operationssaal | 10,000 - 100,000 | Chirurgische Präzision |
| Direktes Sonnenlicht | 100,000 | Heller Tag |
| Volles Tageslicht | 10,000 - 25,000 | Bewölkt bis sonnig |
Displayhelligkeit (Leuchtdichte)
| Gerät | Typisch (Nits) | Maximum (Nits) |
|---|---|---|
| E-Reader (E-Ink) | 5-10 | 15 |
| Laptop-Bildschirm | 200-300 | 400 |
| Desktop-Monitor | 250-350 | 500 |
| Smartphone | 400-600 | 800-1200 |
| HDR-Fernseher | 400-600 | 1000-2000 |
| Kinoprojektor | 48-80 | 150 |
| Außen-LED-Display | 5000 | 10,000+ |
Anwendungen in der Praxis
Lichtdesign
Büro: 300-500 Lux. Einzelhandel: 500-1000 Lux. Chirurgie: 10.000+ Lux. Bauvorschriften legen Anforderungen an die Beleuchtungsstärke fest. Zu niedrig: Augenbelastung. Zu hoch: Blendung, Energieverschwendung. Richtige Beleuchtung ist entscheidend!
- Büro: 300-500 lx
- Einzelhandel: 500-1000 lx
- Chirurgie: 10.000+ lx
- Bauvorschriften gelten
Displaytechnologie
Handy-/Tablet-Bildschirme: 400-800 Nits typisch. Laptops: 200-400 Nits. HDR-Fernseher: 1000+ Nits. Außen-Displays: 2000+ Nits für Sichtbarkeit. Die Leuchtdichte bestimmt die Lesbarkeit bei hellen Bedingungen.
- Handys: 400-800 Nits
- Laptops: 200-400 Nits
- HDR-Fernseher: 1000+ Nits
- Außenbereich: 2000+ Nits
Fotografie
Kamerabelichtung = Beleuchtungsstärke x Zeit. Lux-Sekunden oder Lux-Stunden. Belichtungsmesser messen Lux. Die richtige Belichtung ist entscheidend für die Bildqualität. EV (Belichtungswert) steht in Beziehung zu Lux-Sekunden.
- Belichtung = Lux x Zeit
- Belichtungsmesser: Lux
- Lux-Sekunde: Fotoeinheit
- EV steht in Beziehung zur Belichtung
Schnelle Mathematik
Abstandsgesetz
Die Beleuchtungsstärke nimmt mit der Entfernung² ab. 1 cd bei 1m = 1 lx. Bei 2m = 0,25 lx (1/4). Bei 3m = 0,11 lx (1/9). Schnell: durch die Entfernung im Quadrat teilen!
- E = I / r²
- 1m: durch 1 teilen
- 2m: durch 4 teilen
- 3m: durch 9 teilen
Flächenverteilung
Strom über Fläche. 1000 lm Glühbirne. In 1 m Entfernung verteilt sie sich über eine Kugeloberfläche von 12,6 m². 1000 / 12,6 = 79 Lux. Größere Kugel = weniger Lux.
- Kugeloberfläche = 4πr²
- 1m: 12,6 m²
- 2m: 50,3 m²
- Strom / Fläche = Beleuchtungsstärke
Lux zu Foot-Candle
1 Foot-candle = 10,764 Lux. Schnell: fc x 10 ≈ Lux. Oder: Lux / 10 ≈ fc. Nah genug für Schätzungen!
- 1 fc = 10,764 lx
- fc x 10 ≈ Lux
- Lux / 10 ≈ fc
- Schnelle Schätzung
Wie Umrechnungen funktionieren
- Schritt 1: Kategorie prüfen
- Schritt 2: Nur innerhalb der Kategorie umwandeln
- Beleuchtungsstärke: Lux, fc, Phot
- Leuchtdichte: Nit, Lambert, fL
- NIEMALS Kategorien kreuzen!
Häufige Umrechnungen (innerhalb von Kategorien)
| Von | Nach | Faktor | Beispiel |
|---|---|---|---|
| Lux | Foot-candle | 0.0929 | 100 lx = 9,29 fc |
| Foot-candle | Lux | 10.764 | 10 fc = 107,6 lx |
| Phot | Lux | 10,000 | 1 ph = 10.000 lx |
| Nit (cd/m²) | Foot-lambert | 0.2919 | 100 Nit = 29,2 fL |
| Foot-lambert | Nit | 3.426 | 100 fL = 343 Nit |
| Stilb | Nit | 10,000 | 1 sb = 10.000 Nit |
| Lambert | Nit | 3183 | 1 L = 3183 Nit |
| Lumen | Watt@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
Schnelle Beispiele
Gelöste Probleme
Bürobeleuchtung
Ein Büro benötigt 400 Lux. LED-Lampen erzeugen jeweils 800 Lumen. Der Raum ist 5m x 4m (20 m²). Wie viele Lampen werden benötigt?
Benötigte Gesamt-Lumen = 400 lx x 20 m² = 8.000 lm. Benötigte Lampen = 8.000 / 800 = 10 Lampen. Annahme: gleichmäßige Verteilung und keine Verluste.
Taschenlampen-Entfernung
Eine Taschenlampe hat eine Intensität von 1000 Candela. Wie hoch ist die Beleuchtungsstärke in 5 Metern Entfernung?
E = I / r². E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 Lux. Abstandsgesetz: doppelte Entfernung = 1/4 des Lichts.
Bildschirmhelligkeit
Ein Laptop-Bildschirm hat 300 Nits. In Foot-lamberts umrechnen?
1 Nit = 0,2919 Foot-lambert. 300 Nit x 0,2919 = 87,6 fL. Der historische Kinostandard war 16 fL, also ist der Laptop 5,5x heller!
Häufige Fehler
- **Kategorien mischen**: Lux kann nicht in Nit umgewandelt werden! Unterschiedliche physikalische Größen. Lux = Licht AUF einer Oberfläche. Nit = Licht VON einer Oberfläche. Um sie in Beziehung zu setzen, wird der Reflexionsgrad benötigt.
- **Abstandsgesetz vergessen**: Licht nimmt mit dem QUADRAT der Entfernung ab, nicht linear. 2x Entfernung = 1/4 Helligkeit, nicht 1/2!
- **Lumen und Lux verwechseln**: Lumen = Gesamtleistung (alle Richtungen). Lux = Leistung pro Fläche (eine Richtung). Eine 1000-lm-Lampe erzeugt NICHT 1000 Lux!
- **Reflexionsgrad ignorieren**: Eine weiße Wand und eine schwarze Wand haben unter der gleichen Beleuchtungsstärke sehr unterschiedliche Leuchtdichten. Die Oberfläche ist entscheidend!
- **Candela vs. Kerzenstärke**: 1 Candela ≠ 1 Kerzenstärke. Pentan-Kerze = 10 Candela. Historische Einheiten variierten!
- **Einheiten für Displayhelligkeit**: Hersteller mischen Nits, cd/m² und % Helligkeit. Überprüfen Sie immer die tatsächlichen Nits zum Vergleich.
Wissenswertes
Candela ist eine SI-Basiseinheit
Candela ist eine der 7 SI-Basiseinheiten (zusammen mit Meter, Kilogramm, Sekunde, Ampere, Kelvin, Mol). Definiert als die Lichtstärke einer Quelle, die Licht mit 540 THz und einer Strahlungsintensität von 1/683 Watt pro Steradiant aussendet. Die einzige Einheit, die auf menschlicher Wahrnehmung basiert!
Lumen wird von Candela abgeleitet
1 Lumen = Licht von einer 1-Candela-Quelle über einen Raumwinkel von 1 Steradiant. Da eine Kugel 4π Steradiant hat, emittiert eine isotrope 1-Candela-Quelle insgesamt 4π ≈ 12,57 Lumen. Lumen ist abgeleitet, Candela ist fundamental!
555 nm ist die Spitzenempfindlichkeit
Das menschliche Auge ist am empfindlichsten für 555 nm (grün-gelb). 1 Watt 555-nm-Licht = 683 Lumen (maximal möglich). Rotes oder blaues Licht: weniger Lumen pro Watt. Deshalb ist Nachtsicht grün!
HDR-Displays = 1000+ Nits
Standard-Displays: 200-400 Nits. HDR (High Dynamic Range): 1000+ Nits. Einige erreichen 2000-4000 Nits! Sonnenreflexion: 5000+ Nits. HDR ahmt den Helligkeitsbereich der realen Welt für atemberaubende Bilder nach.
Foot-Candle von echten Kerzen
1 Foot-candle = Beleuchtungsstärke 1 Fuß von einer 1-Candela-Quelle entfernt. Ursprünglich von einer echten Kerze in 1 Fuß Entfernung! = 10,764 Lux. Wird immer noch in US-Beleuchtungsvorschriften verwendet.
Kinobeleuchtungsstandard
Kinoprojektoren sind auf 14-16 Foot-lamberts (48-55 Nits) kalibriert. Das erscheint im Vergleich zu Fernseher/Handy dunkel! Aber in einem dunklen Kinosaal erzeugt es den richtigen Kontrast. Heimprojektoren haben oft über 100 Nits für Umgebungslicht.
Die Evolution der Lichtmessung: Von Kerzen zu Quantenstandards
Antike Lichtquellen (vor 1800)
Vor der wissenschaftlichen Photometrie verließen sich die Menschen auf natürliche Lichtzyklen und grobe künstliche Quellen. Öllampen, Kerzen und Fackeln lieferten inkonsistente Beleuchtung, die nur durch Vergleich gemessen wurde.
- Kerzen als Standards: Talg-, Bienenwachs- und Spermaceti-Kerzen wurden als grobe Referenzen verwendet
- Keine quantitativen Messungen: Licht wurde qualitativ beschrieben ('hell wie Tageslicht', 'dunkel wie Mondschein')
- Regionale Unterschiede: Jede Kultur entwickelte ihre eigenen Kerzenstandards ohne internationale Vereinbarung
- Begrenzte Entdeckungen: Kein Verständnis von Licht als elektromagnetische Strahlung oder Photonen
Geburt der wissenschaftlichen Photometrie (1800-1900)
Das 19. Jahrhundert brachte systematische Versuche zur Standardisierung der Lichtmessung, angetrieben durch die Einführung der Gasbeleuchtung und der frühen elektrischen Beleuchtung.
- 1799 - Rumfords Photometer: Benjamin Thompson (Graf Rumford) erfand das Schattenphotometer zum Vergleich von Lichtquellen
- 1860er - Kerzenstandards entstehen: Spermaceti-Kerze (Walöl), Carcel-Lampe (Pflanzenöl), Hefner-Lampe (Amylacetat) konkurrieren als Referenzen
- 1881 - Violle-Standard: Jules Violle schlug Platin am Gefrierpunkt (1769°C) als Lichtstandard vor - 1 Quadratzentimeter emittiert 1 Violle
- 1896 - Hefner-Kerze: Deutscher Standard, der eine kontrollierte Amylacetatflamme verwendet, bis in die 1940er Jahre verwendet (0,903 moderne Candela)
Internationale Standardisierung (1900-1948)
Anfang des 20. Jahrhunderts wurden konkurrierende nationale Standards in der Internationalen Kerze vereinheitlicht, dem Vorläufer der modernen Candela.
- 1909 - Internationale Kerze: Vereinbarung zwischen Frankreich, Großbritannien und den USA definiert den Standard als 1/20 eines Platin-Schwarzkörperstrahlers am Gefrierpunkt
- 1921 - Bouguer-Einheit vorgeschlagen: Basierend auf dem Platinstandard, ungefähr gleich der modernen Candela
- 1930er - Pentan-Standard: Einige Länder verwendeten anstelle von Platin eine standardisierte Pentanlampe
- 1940er - Krieg stört Standards: Der Zweite Weltkrieg unterstreicht die Notwendigkeit einer universellen, reproduzierbaren Messung unabhängig von Artefakten
Die Candela wird zur SI-Basiseinheit (1948-1979)
Die internationale Zusammenarbeit nach dem Krieg etablierte die Candela als siebte SI-Basiseinheit, die ursprünglich durch die Strahlung eines Platin-Schwarzkörpers definiert wurde.
1948 Definition: 1948 (9. CGPM): Candela definiert als die Lichtstärke von 1/600.000 m² Platin am Gefrierpunkt. Zum ersten Mal ersetzte 'Candela' offiziell 'Kerze'. Etablierte die Photometrie im SI-Rahmenwerk neben Meter, Kilogramm, Sekunde, Ampere, Kelvin und Mol.
Challenges:
- Platinabhängigkeit: Erforderte präzise Kontrolle der Platinreinheit und -temperatur (1769°C)
- Schwierige Realisierung: Nur wenige Labore konnten eine Apparatur für den Platin-Gefrierpunkt unterhalten
- Spektrale Empfindlichkeit: Definition basierend auf photopischem Sehen (Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges)
- Terminologieentwicklung: 'Nit' wurde 1967 informell für cd/m² übernommen, obwohl es kein offizieller SI-Begriff ist
Quantenrevolution: Licht mit fundamentalen Konstanten verbinden (1979-heute)
Die Neudefinition von 1979 befreite die Candela von materiellen Artefakten und verknüpfte sie stattdessen über die Empfindlichkeit des menschlichen Auges bei einer bestimmten Wellenlänge mit dem Watt.
1979 Breakthrough: Die 16. CGPM definierte die Candela neu auf der Grundlage monochromatischer Strahlung: 'Die Lichtstärke in einer gegebenen Richtung einer Quelle, die monochromatische Strahlung der Frequenz 540 × 10¹² Hz (555 nm, Spitzenempfindlichkeit des menschlichen Auges) aussendet und eine Strahlungsintensität von 1/683 Watt pro Steradiant hat.' Dies macht 683 Lumen genau gleich 1 Watt bei 555 nm.
Advantages:
- Fundamentale Konstante: Verbunden mit dem Watt (SI-Einheit der Leistung) und der photopischen Hellempfindlichkeitsfunktion des Menschen
- Reproduzierbarkeit: Jedes Labor kann die Candela mit einem Laser und einem kalibrierten Detektor realisieren
- Keine Artefakte: Kein Platin, keine Gefrierpunkte, keine physischen Standards erforderlich
- Wellenlängenpräzision: 555 nm wurde als Höhepunkt des photopischen Sehens gewählt (wo das Auge am empfindlichsten ist)
- Die Zahl 683: Gewählt, um die Kontinuität mit der vorherigen Candela-Definition zu wahren
Modern Impact:
- LED-Kalibrierung: Kritisch für Energieeffizienzstandards (Lumen pro Watt Bewertungen)
- Displaytechnologie: HDR-Standards (Nits) basierend auf einer präzisen Candela-Definition
- Beleuchtungsvorschriften: Gebäudeanforderungen (Lux-Werte) sind auf den Quantenstandard rückführbar
- Astronomie: Messungen der Sternhelligkeit sind mit der fundamentalen Physik verbunden
Technologische Revolutionen in der Beleuchtung (1980er-heute)
Moderne Beleuchtungstechnologie hat die Art und Weise, wie wir Licht erzeugen, messen und verwenden, verändert und die photometrische Präzision wichtiger denn je gemacht.
LED-Ära (2000er-2010er)
LEDs revolutionierten die Beleuchtung mit über 100 Lumen/Watt (im Vergleich zu 15 lm/W bei Glühlampen). Energielabels erfordern jetzt präzise Lumen-Angaben. Der Farbwiedergabeindex (CRI) und die Farbtemperatur (Kelvin) werden zu Verbraucherspezifikationen.
Displaytechnologie (2010er-heute)
HDR-Displays erreichen 1000-2000 Nits. OLED-Pixel-Level-Steuerung. Standards wie HDR10, Dolby Vision erfordern präzise Leuchtdichtespezifikationen. Die Sichtbarkeit von Smartphones im Freien treibt die Spitzenhelligkeit auf über 1200 Nits. Das Kino behält 48 Nits für den richtigen Kontrast bei.
Smarte Beleuchtung & Human-Centric Design (2020er)
Die Forschung zum zirkadianen Rhythmus treibt die abstimmbare Beleuchtung voran (CCT-Anpassung). Luxmeter in Smartphones. Bauvorschriften legen die Beleuchtungsstärke für Gesundheit/Produktivität fest. Die Photometrie ist zentral für das Wellness-Design.
- Einzige SI-Einheit, die auf menschlicher Wahrnehmung basiert: Candela integriert einzigartig Biologie (Augenempfindlichkeit) in die Physikdefinition
- Von Kerzen zu Quanten: Die Reise von groben Wachsstäben zu laserdefinierten Standards in 200 Jahren
- Immer noch in Entwicklung: LED- und Displaytechnologie treiben die photometrische Innovation weiter voran
- Praktische Auswirkungen: Die Helligkeit Ihres Handy-Bildschirms, die Bürobeleuchtung und Ihre Autoscheinwerfer lassen sich alle auf 683 Lumen = 1 Watt bei 555 nm zurückführen
- Zukunft: Potenziell weitere Verfeinerungen, da wir die Wissenschaft des Sehens besser verstehen, aber die aktuelle Definition ist seit 1979 bemerkenswert stabil
Profi-Tipps
- **Zuerst Kategorie prüfen**: Bestätigen Sie immer, dass Sie innerhalb derselben Kategorie umrechnen. Lux zu fc: OK. Lux zu Nit: FALSCH!
- **Schnelles Abstandsgesetz**: Entfernung x2 = Helligkeit /4. Entfernung x3 = Helligkeit /9. Schnelles Kopfrechnen!
- **Lumen ≠ Lux**: 1000 Lumen Lampe über 1 m² verteilt = 1000 Lux. Über 10 m² = 100 Lux. Die Fläche ist wichtig!
- **Schnelle Foot-candle**: fc x 10 ≈ Lux. Nah genug für grobe Schätzungen. Exakt: fc x 10,764 = Lux.
- **Display-Vergleich**: Verwenden Sie immer Nits (cd/m²). Ignorieren Sie %-Helligkeitsangaben. Nur Nits sind objektiv.
- **Raumbeleuchtungsschätzung**: 300-500 Lux ist typisch für ein Büro. Benötigte Gesamt-Lumen = Lux x Fläche (m²). Dann durch Lumen pro Lampe teilen.
- **Automatische wissenschaftliche Notation**: Werte ≥ 1 Million oder < 0,000001 werden automatisch in wissenschaftlicher Notation (z.B. 1.0e+6) zur besseren Lesbarkeit angezeigt!
Vollständige photometrische Referenz
Beleuchtungsstärke
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| Einheit | Symbol | Anmerkungen & Anwendungen |
|---|---|---|
| Lux | lx | SI-Einheit der Beleuchtungsstärke. 1 lx = 1 lm/m². Büro: 300-500 Lux. Sonnenlicht: 100.000 Lux. |
| Kilolux | klx | 1000 Lux. Helle Außenbedingungen. Bereiche mit direktem Sonnenlicht. |
| Millilux | mlx | 0,001 Lux. Bedingungen mit wenig Licht. Dämmerungsstufen. |
| Mikrolux | µlx | 0,000001 Lux. Sehr dunkle Bedingungen. Sternenlichtstufen. |
| Fußkerze | fc | Imperiale Beleuchtungsstärke. 1 fc = 10,764 Lux. Wird immer noch in US-Vorschriften verwendet. |
| Phot | ph | CGS-Einheit. 1 ph = 10.000 Lux = 1 lm/cm². Wird heute selten verwendet. |
| Nox | nx | 0,001 Lux. Nachtbeleuchtung. Vom lateinischen 'Nacht'. |
| Lumen pro Quadratmeter | lm/m² | Gleich wie Lux. Direkte Definition: 1 lm/m² = 1 Lux. |
| Lumen pro Quadratzentimeter | lm/cm² | Gleich wie Phot. 1 lm/cm² = 10.000 Lux. |
| Lumen pro Quadratfuß | lm/ft² | Gleich wie Foot-candle. 1 lm/ft² = 1 fc = 10,764 Lux. |
Leuchtdichte
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| Einheit | Symbol | Anmerkungen & Anwendungen |
|---|---|---|
| Candela pro Quadratmeter (Nit) | cd/m² | Moderne Leuchtdichteeinheit = Nit. Displays werden in Nits bewertet. Handy: 500 Nits. |
| Nit | nt | Gebräuchlicher Name für cd/m². Standard für Displayhelligkeit. HDR: 1000+ Nits. |
| Stilb | sb | 1 cd/cm² = 10.000 Nits. Sehr hell. Wird heute selten verwendet. |
| Candela pro Quadratzentimeter | cd/cm² | Gleich wie Stilb. 1 cd/cm² = 10.000 cd/m². |
| Candela pro Quadratfuß | cd/ft² | Imperiale Leuchtdichte. 1 cd/ft² = 10,764 cd/m². |
| Candela pro Quadratzoll | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m². Kleine Fläche, hohe Helligkeit. |
| Lambert | L | 1/π cd/cm² = 3.183 cd/m². Perfekt diffuse Oberfläche. |
| Millilambert | mL | 0,001 Lambert = 3,183 cd/m². |
| Fuß-Lambert | fL | 1/π cd/ft² = 3,426 cd/m². US-Kinostandard: 14-16 fL. |
| Apostilb | asb | 1/π cd/m² = 0,318 cd/m². CGS-Einheit. |
| Blondel | blondel | Gleich wie Apostilb. 1/π cd/m². Benannt nach André Blondel. |
| Bril | bril | 10^-7 Lambert = 3,183 x 10^-6 cd/m². Dunkeladaptiertes Sehen. |
| Skot | sk | 10^-4 Lambert = 3,183 x 10^-4 cd/m². Skotopische Seheinheit. |
Lichtstärke
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| Einheit | Symbol | Anmerkungen & Anwendungen |
|---|---|---|
| Candela | cd | SI-Basiseinheit! Lichtstärke in eine Richtung. LED: 1-10 cd typisch. |
| Kilocandela | kcd | 1000 Candela. Sehr helle Quellen. Suchscheinwerfer. |
| Millicandela | mcd | 0,001 Candela. Kleine LEDs. Anzeigelichter: 1-100 mcd. |
| Hefnerkerze | HK | 0,903 cd. Deutsche Kerzenstandard. Amylacetatflamme. |
| Internationale Kerze | ICP | 1,02 cd. Früher Standard. Platin am Gefrierpunkt. |
| Dezimalkerze | dc | Gleich wie Candela. Früher französischer Begriff. |
| Pentan-Kerze (10 Kerzenstärken) | cp | 10 cd. Pentanlampenstandard. 10 Kerzenstärken. |
| Carcel-Einheit | carcel | 9,74 cd. Französischer Lampenstandard. Carcel-Öllampe. |
| Bougie decimal | bougie | Gleich wie Candela. Französische Dezimalkerze. |
Lichtstrom
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| Einheit | Symbol | Anmerkungen & Anwendungen |
|---|---|---|
| Lumen | lm | SI-Einheit des Lichtstroms. Gesamte Lichtleistung. LED-Lampe: 800 lm typisch. |
| Kilolumen | klm | 1000 Lumen. Helle Lampen. Gewerbliche Beleuchtung. |
| Millilumen | mlm | 0,001 Lumen. Sehr schwache Quellen. |
| Watt (bei 555 nm, maximale Lichtausbeute) | W@555nm | 1 W bei 555 nm = 683 lm. Maximale Lichtausbeute. Maximum für grünes Licht. |
Photometrische Belichtung
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| Einheit | Symbol | Anmerkungen & Anwendungen |
|---|---|---|
| Luxsekunde | lx⋅s | Beleuchtungsstärke über Zeit. Fotografische Belichtung. 1 lx für 1 Sekunde. |
| Luxstunde | lx⋅h | 3600 Lux-Sekunden. 1 lx für 1 Stunde. Längere Belichtungen. |
| Photsekunde | ph⋅s | 10.000 Lux-Sekunden. Helle Belichtung. |
| Fußkerze-Sekunde | fc⋅s | 10,764 Lux-Sekunden. Foot-candle für 1 Sekunde. |
| Fußkerze-Stunde | fc⋅h | 38.750 Lux-Sekunden. Foot-candle für 1 Stunde. |
Beste Praktiken für die Photometrie-Umrechnung
Beste Praktiken
- Kennen Sie die Größe: Lux (AUF Oberfläche), Nit (VON Oberfläche), Candela (Quelle), Lumen (gesamt) - NIEMALS mischen!
- Nur innerhalb derselben Kategorie umrechnen: Lux↔Foot-candle OK, Lux↔Nit UNMÖGLICH ohne Oberflächendaten
- Für Lumen zu Lux: Benötigt werden Fläche und Lichtverteilungsmuster (nicht einfache Division!)
- Displayhelligkeit in Nits: 200-300 drinnen, 600+ draußen, 1000+ HDR-Inhalte
- Beleuchtungsvorschriften verwenden Lux: Büro 300-500 lx, Einzelhandel 500-1000 lx, lokale Anforderungen überprüfen
- Fotografie: Lux-Sekunden für die Belichtung, aber moderne Kameras verwenden die EV (Belichtungswert)-Skala
Häufige Fehler zu vermeiden
- Versuch, Lux direkt in Nit umzurechnen: Unmöglich! Unterschiedliche Größen (AUF vs VON Oberfläche)
- Umrechnung von Lumen in Lux ohne Fläche: Man muss die beleuchtete Fläche und das Verteilungsmuster kennen
- Ignorieren des Abstandsgesetzes: Die Lichtintensität nimmt mit der Entfernung² ab (doppelte Entfernung = 1/4 Licht)
- Kategorien mischen: Wie der Versuch, Meter in Kilogramm umzurechnen - physikalisch bedeutungslos!
- Verwendung der falschen Einheit für die Anwendung: Displays benötigen Nits, Räume benötigen Lux, Lampen werden in Lumen bewertet
- Verwechslung von Candela mit Kerzenstärke (candlepower): alte imperiale Einheit, nicht dasselbe wie die moderne Candela (cd)
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Lux und Nit?
Völlig verschieden! Lux = Beleuchtungsstärke = Licht, das AUF eine Oberfläche fällt (lm/m²). Nit = Leuchtdichte = Licht, das VON einer Oberfläche kommt (cd/m²). Beispiel: Ein Schreibtisch hat 500 Lux Beleuchtungsstärke von den Deckenleuchten. Der Computerbildschirm hat 300 Nits Leuchtdichte, die Sie sehen. Eine Umrechnung zwischen ihnen ist ohne Kenntnis des Reflexionsgrades der Oberfläche nicht möglich! Unterschiedliche physikalische Größen.
Kann ich Lumen in Lux umrechnen?
Ja, aber Sie benötigen die Fläche! Lux = Lumen / Fläche (m²). Eine 1000-Lumen-Lampe, die 1 m² Oberfläche beleuchtet = 1000 Lux. Dieselbe Lampe, die 10 m² beleuchtet = 100 Lux. Es wird auch durch die Entfernung (Abstandsgesetz) und das Lichtverteilungsmuster beeinflusst. Es ist keine direkte Umrechnung!
Warum ist Candela eine SI-Basiseinheit?
Aus historischen und praktischen Gründen. Die Lichtstärke ist fundamental - sie kann direkt von einer Quelle gemessen werden. Lumen, Lux werden aus der Candela mittels Geometrie abgeleitet. Außerdem ist die Candela die einzige SI-Einheit, die auf der menschlichen Wahrnehmung basiert! Definiert durch die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges bei 555 nm. Besonders unter den SI-Einheiten.
Was ist eine gute Bildschirmhelligkeit?
Das hängt von der Umgebung ab! Drinnen: 200-300 Nits sind ausreichend. Draußen: Sie benötigen 600+ Nits für die Sichtbarkeit. HDR-Inhalte: 400-1000 Nits. Zu hell im Dunkeln = Augenbelastung. Zu dunkel im Sonnenlicht = Sie können nichts sehen. Viele Geräte passen sich automatisch an. Telefone haben typischerweise 400-800 Nits, einige erreichen 1200+ für helles Sonnenlicht.
Wie viele Lumen benötige ich?
Das hängt vom Raum und Zweck ab! Allgemeine Regel: 300-500 Lux für Büros. Schlafzimmer: 100-200 Lux. Küche: 300-400 Lux. Multiplizieren Sie Lux x Raumfläche (m²) = Gesamt-Lumen. Beispiel: 4m x 5m Büro (20 m²) bei 400 Lux = 8.000 Lumen benötigt. Dann durch Lumen pro Lampe teilen.
Warum kann ich diese Kategorien nicht mischen?
Es sind grundlegend verschiedene physikalische Größen mit unterschiedlichen Dimensionen! Wie der Versuch, Kilogramm in Meter umzurechnen - unmöglich! Beleuchtungsstärke ist Strom/Fläche. Leuchtdichte ist Stärke/Fläche. Stärke ist Candela. Strom ist Lumen. Alle sind durch Physik/Geometrie miteinander verbunden, aber NICHT direkt umwandelbar. Sie benötigen zusätzliche Informationen (Entfernung, Fläche, Reflexionsgrad), um sie in Beziehung zu setzen.
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