lysstyrke

Lysstyrken aftager med vanddybden

Lysstyrke er en samlebetegnelse for subjektive indtryk og objektive målestørrelser for styrken af en visuel perception af - synligt - lys .

Lysstyrke som en fornemmelse

Ordene lyshed og mørke såvel som mørke bruges mest til den subjektive fornemmelse af lys, da det påvirker iagttagerens øje - i denne forstand er mørket en lavere grad af lyshed.

Konceptuelt kan en grad af lysstyrke forstås af to begreber,

• som alt det lys, der kommer ind i øjet og belyser nethinden, også kendt som belysning eller lysforhold , og
• som den mængde lys, der udsendes af en lyskilde , uanset om det udsender selvlysende lys eller kun reflekterer lys, når det er belyst .

Mange dyreskabninger har udviklet et visuelt system , hvor der kan skelnes mellem to undersystemer, der aktiveres i forskellige lysstyrkeområder: I lysforholdene i dagtimerne i det fotopiske område adresseres sensoriske celler ( kegleceller ) for en komponent (dags syn ) , i tilfælde af I løbet af natten, i det scotopic område , er det kun de sensoriske celler ( stavceller ) af den anden komponent (nattesyn) , der er i det mesopiske overgangsområde i tusmørket, begge begge.

Under den visuelle tærskel for det skotopiske område opfattes intet med øjet, der er mørke - selvom lyset eller lysstyrken endnu ikke er nul ( restlys ). Farveopfattelse fungerer kun med nok lys, kun kun gråtoner opfattes, over kun "hvide". Overdreven lysstyrke fører til blænding , synet svigter. De fysiologiske tærskler for synssansen er ret forskellige i alle levende væsener, og hos mennesker svinger de relativt markant.

Objektivisering af lysstyrken

Fornemmelsen af lysstyrken er nogenlunde proportional med den logaritmen den stimulus - ligesom mange andre neurologiske processer, følger den Weber-Fechner loven . Opfattelsen af ​​lysstyrke kan være lidt anderledes for forskellige mennesker eller for begge øjne. Især afhænger det af den spektrale følsomhed af de visuelle celler for dagsudsyn (fotopisk syn) ved medium bølgelængder, som for de fleste mennesker er højest i området omkring 555 nm bølgelængde (gulgrøn), omtrent svarende til det maksimale sol stråling . Hos mange dyr er denne maksimale opfattelse af lysstyrke ved andre bølgelængder og derfor for andre farver, som det blev fundet hos katte eller bier . V-Lambda-kurven beskriver den mere præcise fordeling af lysfølsomheden af ​​det menneskelige visuelle apparat som en funktion af den spektrale lysfarve .

Det menneskelige øje arbejder i et meget stort lysområde, hvilket svarer til lysintensiteter på 1: 10 milliarder. Den visuelle tærskel er 10 ^-13 lumen . Ikke desto mindre kan vi opfatte forskellige lysstyrker så forskellige, så snart deres lysmængde afviger med mere end 10%. Den fotometriske trinmetode til tilsyneladende lysstyrke , som astronomen Friedrich Argelander udviklede omkring 1840, er baseret på dette.

Hvis lysstyrken skal bestemmes objektivt, skal der tages højde for to effekter.

1. De individuelle egenskaber ved øjet.
2. Samtidig stråling i det synlige bølgelængdeområde og i det efterfølgende infrarøde - muligvis ultraviolette område , hvilket f.eks. Også kan føre til fluorescens .

Udtrykket lysstyrke forstås mere generelt som intensiteten af den stråling, der virker på en iagttager eller sensor , som gennemsnitligt rumligt og over et frekvensbånd med tilstødende elektromagnetisk stråling.

• I astronomi er dette gennemsnit vigtigt når man bestemmer den relative ( tilsyneladende ) eller absolutte lysstyrke for stjerner eller andre astronomiske objekter. Den visuelle eller fotografiske lysstyrke , der varierer afhængigt af den fremherskende lysfarve , suppleres derfor med et farveindeks .
• I farveteori er den kolorimetriske lysstyrke relateret til en sammenligningsfarve, såsom en reference hvid eller en sort eller grå, for at slukke for effekterne af baggrundsbelysning (omgivende kontrast ) og total lysforekomst (såsom tilpasning af øje for det) og at kunne arbejde i et tredimensionelt farverum .

Fysisk og fysiologisk definition

For en definition af lysstyrken skal du afgøre, om den transmitterede elektromagnetiske energi skal være afgørende ( radiometri ), eller om du også vil tage højde for det menneskelige øjes spektrale følsomhed ( fotometri ). Den strålende magt er den energi pr periode, målt i watt . Det spiller en rolle i tekniske sensorer; i astronomi kaldes det bolometrisk lysstyrke . For det visuelle indtryk skal det menneskelige øjes spektrale følsomhed (V-lambda-kurve) tages i betragtning. Den tilsvarende størrelse kaldes lysstrøm målt i lumen . I astronomi taler man om visuel lysstyrke . ”Lysstyrke” kan betyde begge dele.

I hverdagen er den fysiologiske (fotometriske) opfattelse afgørende. Der skal sondres mellem en lyskildes lysstyrke og lysets lysstyrke.

For en lyskilde angiver lysstyrken , hvilken lysstrøm den udsender i en given fast vinkel . Lysintensiteten måles i candela (cd) -enheden : 1 cd = 1 lm / sr . For indtryk af lysstyrke er det dog også afgørende, hvor meget lysintensiteten er koncentreret i et rumligt område i lyskilden: En lille pære, der har samme lysintensitet som en lyskilde med stort område, ser lysere ud (“ glitrende ”). Den afgørende variabel her er luminansen (lysstyrke gennem den emitterende overflade) målt i cd / m ² .

For indtryk af lysstyrken på en belyst overflade er det område, hvor lysstrømmen fordeles, afgørende. Forholdet mellem lysstrøm og belyst område er lysstyrken målt i lux (lx): 1 lx = 1 lm / m ² . Derudover har andelen af ​​lys, som den oplyste overflade reflekterer tilbage, en effekt - hvad enten z. B. hvid, grå, farvet eller sort.

Se også

• Luminans
• Farvetemperatur
• Grå værdi , iboende grå
• Tilsyneladende lysstyrke
• Fotometriske størrelser og enheder

litteratur

• Herbert Schober : Den Watch . Bind I (delvist bind II). VEB Fachbuchverlag Leipzig , 1957 og 1964.
• Wilhelm Westphal: Fysik. En lærebog . 22.-24. Udgave, 713 s., Kapitel IX (optik, lysmåling, § 262 ff) og § 394 (lysstyrke og lysstyrke fra stjerner), Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg 1963.
• Gottfried Gerstbach : Øje og syn - den lange vej til digital anerkendelse . Sternenbote- hæfte 43/8, s. 142–157, Wien 2000.
• A. Schödlbauer : Geodetisk astronomi - grundlæggende og begreber . 634 s., De Gruyter , Berlin 2000.
• J.Bennett, M. Donahue, N.Schneider, M.Voith: Astronomy (kapitel 5 og 6) . Redaktør Harald Lesch, 5. udgave (1170 sider), Pearson-Studienverlag, München-Boston-Harlow-Sydney-Madrid 2010.
• A. Roger Ekirch : Om natten. En historie om mørke. Lübbe, Bergisch Gladbach 2006, ISBN 978-3785722466 , kulturhistorisk afhandling om mørke.

Weblinks

Wiktionary: Brightness  - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

1. ↑ se Lit.: Schober, 1957/1964
2. ↑ Gottfried Gerstbach: Eye og Seeing - den lange vej til digital genkendelse . I: Star Messenger . Udgave 11/99, s.142-157, Wien 1999.
3. ↑ Fotometri: numerisk beskrivelse af lys