Einheiten, Formeln und Gleichungen
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griechische Zeichen Übersicht & Aussprache
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Teil 1
A - K
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a
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Zeiteinheit Jahr
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z.B.: kWh/m2a = Energieverbrauch für Beleuchtung in kiloWatt Stunden pro Quadratmeter und Jahr
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Beleuchtungsstärke E [lux]
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Maß für die Leistung des auf eine Fläche fallenden Lichts.
Die Beleuchtungsstärke berechnet sich aus dem Verhältnis des senkrecht einfallenden Lichtstroms Φ zur beleuchteten Fläche. Sie beschreibt die Strahlungsleistung einer Fläche als reine Empfängergröße.
Die Einheit der Beleuchtungsstärke ist Lux (lx), sie dient als Maß für die Helligkeit.
In der Radiometrie wird die Beleuchtungsstärke als Bestrahlungsstärke bezeichnet.
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Bestrahlung He
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Produkt aus Bestrahlungsstärke und Zeit
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Bestrahlungsstärke Ee
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Strahlungsleistung pro Flächeneinheit
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Brechwert D
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Brechwert |
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D |
= |
Kehrwert |
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der |
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Brennweite |
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ƒ |
= |
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Bei Konkavlinsen werden Strahlen so gebrochen, als kämen sie von einem vor der Linse liegenden Brennpunkt F. Der Abstand von der Linse ist hier negativ (f<0) und wird auch als Streuungsweite bezeichnet.
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Brennpunkt F
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Sammelpunkt der parallel zur optischen Achse durch eine Konvexlinse tretenden Strahlen
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Brennweite ƒ
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Abstand des Brennpunkts F von der Linse
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Candela (cd)
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Candela (cd) ist die Einheit der Lichtstärke I
Candela pro Quadratmeter [cd/m²] ist die Einheit der Leuchtdichte L 1 [cd / m²] = 0,0001 cd / cm²
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D
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Daylight Factor oder Tageslichquotient
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Quotient der Beleuchtungsstärke am Messpunkt und der Beleuchtungsstärke unter freiem, bedecktem Himmel.
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Elektronenvolt
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eV
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gebräuchliche Einheit in der Teilchenphysik für die Energie.
Ein Elektron mit der Energie von einem Elektronenvolt wurde durch die elektrische Spannung von einem Volt beschleunigt.
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Emissionskoeffizient ε
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Funktion der Wellenlänge und der Temperatur
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FTL
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Teilbetriebsfaktor Tageslicht
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Der Teilbetriebsfaktor Tageslicht ergibt sich aus dem Tageslichtanteil der benötigten Lichtmenge und aus der Fähigkeit eines Kontrollsystems dieses zu nutzen.
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FPrä
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Teilbetriebsfaktor Präsenz
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Der Teilbetriebsfaktor Präsenz ergibt sich aus dem Zeitanteil der Raumnutzung und aus der Fähigkeit eines Kontrollsystems dieses zu nutzen.
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Formelzeichen - griechisch
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Formel- zeichen
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Bezeichnung
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Definition
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Einheit
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Berechnung
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ε
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Emissionskoeffizient
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Φ
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Lichtstrom
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Lumen (lm)
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η
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Lichtausbeute
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Ω
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Raumwinkel
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Steradiant (sr)
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Fotometrisches Entfernungsgesetz
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Aus den Definitionen der Beleuchtungsstärke, der Lichtstärke und des Raumwinkels W = A / r² folgt für die Beleuchtungsstärke das Fotometrische Entfernungsgesetz
A = Fläche E = Beleuchtungsstärke I = Lichtstärke r = Abstand der Lichtquelle zum Objekt W = Steradiant sr
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Unter der Voraussetzung, dass das Licht nicht senkrecht, sondern um den Winkel a geneigt zur Fläche einfällt, gilt:
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h
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Zeiteinheit Stunden
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z.B.:
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Einheit der Betriebszeit [t]
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Hertz
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Einheit der Frequenz, benannt nach Heinrich Rudolph Hertz.
Schwingt eine Schaukel einmal pro Sekunde, schwingt sie mit einem Hertz.
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Kelvin K
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Einheit für die Temperatur von Lichtquellen in der Lichttechnik, auch Kelvin-Temperatur.
Auch Bezeichnung für die Farbe des Weißpunkts bei Farbräumen. Ein Großteil der Experimente zur Festlegung des Lab-Farbraums wurde unter D65 durchgeführt - d.h. das Licht hatte eine Farbtemperatur von 6500 Kelvin (Tageslicht).
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kW
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z.B.:
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elektrische Leistung der Beleuchtungsanlage [P]
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kWh
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z.B.:
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Energiebedarf für Beleuchtung [QBeleuchtung]
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kWh/m2a
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z.B.:
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Energieverbrauch für Beleuchtung in kiloWatt Stunden pro Quadratmeter und Jahr
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Teil 2
L
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I [cd]
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Lichtstärke, Einheit: Candela [cd]
Eine Lichtquelle strahlt ihren Lichtstrom F im allgemeinen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich stark aus. Die Intensität des in einer bestimmten Richtung abgestrahlten Lichts wird als Lichtstärke I bezeichnet.
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LEF [W/m2]
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Leuchteneffizienzfaktor
Der Leuchteneffizienzfaktor gibt denLichtstrom an der von einer Leuchte je Watt aufgenommener Leistung abgegeben wird.
Der LEF ist das Produkt aus dem Betriebswirkungsgrad einer Leuchte und der Lichtausbeute von Leuchtmittel und Betriebsgerät.
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Leuchtdichte L [cd/m2]
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Maß für die Helligkeit einer Fläche
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Einheit: Candela pro Quadratmeter
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1 cd/m² = 0,0001 cd/cm²
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Leuchtdichte |
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L |
= |
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gesehene |
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leuchtende |
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Fläche |
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A |
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Leuchteneffizienz- faktor LEF [W/m2]
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Der Leuchteneffizienzfaktor gibt den Lichtstrom an der von einer Leuchte je Watt aufgenommener Leistung abgegeben wird.
Der LEF ist das Produkt aus dem Betriebswirkungsgrad einer Leuchte und der Lichtausbeute von Leuchtmittel und Betriebsgerät.
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Leuchten- wirkungsgrad ηΛΒ
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Der Leuchtenwirkungsgrad von Standard-Leuchten liegt bei ca. 0,6 hLB - der von Hochleistungsleuchten bei ca. 0,8 - 0,85 ηΛΒ.
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Lichtausbeute η
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Lichtausbeute |
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η |
= |
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aufgenommene |
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elektrische |
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Leistung |
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Ρ |
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Lichtmenge Q [klm/h]
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Einheit: Kilolumen pro Stunde [klm/h]
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Lichtstärke I [cd]
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Lichtstärke |
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I |
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= |
Lichtstrom |
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im |
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Raumwinkel |
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Φ |
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Einheit: Candela [cd]
Eine Lichtquelle strahlt ihren Lichtstrom F im allgemeinen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich stark aus. Die Intensität des in einer bestimmten Richtung abgestrahlten Lichts wird als Lichtstärke I bezeichnet.
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Lichtstrom Φ [lm]
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Lichtstrom |
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Φ |
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= |
Lichtstärke |
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I |
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× |
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durchstrahlter |
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Raumwinkel |
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Ω |
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Licht- transmissionsgrad [τD65]
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Der Lichttransmissionsgrad gibt an, wie viel Tageslicht (aus einer Lichteinfallsrichtung) in den Raum gelangt.
Je größer τD65, desto höher ist der Lichteintritt und damit der Anteil des Tageslichts im Raum.
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Lumen (lm)
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Einheit für den Lichtstrom Φ
Der Lichtstrom F [lm] stellt die gesamte von einer Lichtquelle in den Raum abgegebene Strahlungsleistung dar, die mit der spektralen Augenempfindlichkeit Vl bewertet wird.
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l lumen (lm)
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= 1.465 x 10-3 W bei 555 nm = 7.958 x 10-2 candela (4p sr)
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1 lm* Sekunde
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= 1 talbot (T) = 1.464 x 10-3 joules bei 555 nm
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1 lm / m²
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= 1 lux = 1 x 10-4 lm / cm² =1 x 10-4 phot (ph) = 9.290 x 10-2 lm / ft² = 9.290 x 10-2 foot-candles (fc)
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1 lumen / steradian (lm/sr)
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= 1 candela (cd) = 12.566 lumen (isotropic) = 1.464 x 10-3 W / sr bei 555 nm
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1 lm / m2 / sr
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= 1 candela / m² (cd / m²) = 1 nit = 1 x 10-4 lm / cm² / sr = 1 x 10-4 cd / cm² = 1 x 10-4 stilb (sb) = 9.290 x 10-2 cd / ft² = 9.290 x 10-2 lm / ft² / sr = 3.142 apostilbs (asb) = 3.142 x 10-4 lamberts (L) = 2.919 x 10-1 foot-lamberts (fL)
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Lux [lx]
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Einheit |
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der |
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Beleuchtungsstärke |
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E |
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= |
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Luxsekunde [lx s]
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Einheit |
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der |
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Belichtung |
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H |
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= |
Beleuchtungsstärke |
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E |
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× |
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Zeit |
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Nutzbelichtung relative
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Anteil des Tageslichts an dem zur Erfüllung der Beleuchtungsaufgabe benötigten Licht
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Nutzungsdauer relative
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Tageslichtautonomie
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Anteil an der Betriebszeit während der eine Beleuchtungsaufgabe ausschließlich durch Tageslicht erfüllt wird.
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P
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elektrische Leistung der Beleuchtungsanlage [kW]
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Planck'sches Strahlungsgesetz
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Das Planck'sches Strahlungsgesetz definiert, wie mit steigender Temperatur ein immer höherer Anteil der Strahlung des schwarzen Strahlers in den sichtbaren bzw. UV-Bereich fällt.
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Q
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Lichtmenge Einheit: Kilolumen pro Stunde [klm/h]
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QBeleuchtung
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Energiebedarf für Beleuchtung (DIN V 18599-4 vereinfacht) Einheit: kiloWatt Stunden [kWh]
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Teil 3
R - Z
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Reflexionsgrad [ρ]
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Reflexionsgrad |
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= |
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auftreffenden |
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Lichtstrom |
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bei |
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quasiprallelem |
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Lichteinfall |
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unter |
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8° |
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Reflexionsgrad [ρdif]
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= |
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auftreffender |
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Lichtstrom |
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bei |
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diffusem |
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Lichteinfall |
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Steradiant [sr]
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Steradiant (sr) = SI-Einheit des Raumwinkels: [W] Der volle Raumwinkel beträgt W = 4psr
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Ein Raumwinkel von 1 sr entspricht einem Kreiskegel mit dem Öffnungswinkel von 65,6°.
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Strahlungs- transmissionsgrad [τe]
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Der Strahlungstransmissionsgrad gibt an, wie viel Globalstrahlung in den Raum gelangt.
Je größer τe, desto höher ist der direkte Wärmeeintrag in den Raum.
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t
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Betriebszeit [h]
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Tageslichtautonomie
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relative Nutzungsdauer
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Anteil an der Betriebszeit während der eine Beleuchtungsaufgabe ausschließlich durch Tageslicht erfüllt wird.
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Tageslichtquotient [%]
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Daylight Factor (D)
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Quotient der Beleuchtungsstärke am Messpunkt und der Beleuchtungsstärke unter freiem, bedecktem Himmel.
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Transmissionsgrad [τ]
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Transmissionsgrad |
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= |
transmittierter |
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Lichtstrom |
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Transmissionsgrad spektraler [τ(λ)]
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Der spektrale Transmissionsgrad gibt den Strahlungstransmissionsgrad pro Wellenlängenbereich an.
Farbmetrische Größen, wie Farbwiedergabeeigenschaften lassen sich aus dem spektralen Transmissionsgrad ableiten. Ist z.B. der spektrale Transmissionsgrad im Bereich von 380 nm bis 780 nm in etwa konstant, so liegen keine Farbverfälschungen vor.
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Watt (W)
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1 watt (W):
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= 0.27 lm bei 400 nm = 25.9 lm bei 450 nm = 220.0 lm bei 500 nm = 679.0 lm bei 550 nm = 683.0 lm bei 555 nm = 430.0 lm bei 600 nm = 73.0 lm bei 650 nm = 2.78 lm bei 700 nm
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1 W / cm²
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= 1 x 104 W / m² = 6.83 x 106 lux bei 555 nm =14.33 g* cal / cm² / min
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1 W / cm² / sr
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= 6.83 x 106 lm / m² / sr bei 555 nm = 683 cd / cm² bei 555 nm
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1 watt / steradian (W / sr)
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= 12.566 watts (isotropic) = 683 candela bei 555 nm
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Wiensches Verschiebungs- gesetz
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Das Maximum der Strahlung verschiebt sich mit steigender Temperatur hin zu kürzeren Wellenlängen
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Zehnerpotenzen
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kompakte Schreibweise für große und kleine Zahlen in der Physik.
- 10n n bezeichnet eine 1 mit einer Anzahl von n Nullen.
- 10-n -n bezeichnet eine 0 gefolgt von einem Komma, n Nullen und einer 1
Kurzname
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Schreibweise
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ausgeschrieben
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Femto
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10-15
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0,000 000 000 000 001
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10-14
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0,000 000 000 000 01
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10-13
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0,000 000 000 000 1
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Pico
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10-12
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0,000 000 000 001
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10-13
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0,000 000 000 01
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10-10
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0,000 000 000 1
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Nano
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10-9
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0,000 000 001
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10-8
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0,000 000 01
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10-7
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0,000 000 1
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Mikro
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10-6
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0,000 001
|
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10-5
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0,000 01
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10-4
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0,000 1
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Milli
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10-3
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0,001
|
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10-2
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0,01
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Dezi
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10-1
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0,1
|
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100
|
1
|
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101
|
10
|
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102
|
100
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Kilo
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103
|
1.000
|
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104
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10.000
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105
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100.000
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Mega
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106
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1.000.000
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107
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10.000.000
|
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108
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100.000.000
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Giga
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109
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1.000.000.000
|
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1010
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10.000.000.000
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1011
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100.000.000.000
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Tera
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1012
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1.000.000.000.000
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1013
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10.000.000.000.000
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1014
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100.000.000.000.000
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Exa
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1015
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1.000.000.000.000.000
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