Lichtspektrum | ERCO Lichtwissen

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Als Spektrum bezeichnet man die Verteilung elektromagnetischer Wellen. Nur ein kleiner Teil im Bereich zwischen 380 und 780 Nanometer (nm) ist für den Menschen sichtbar, diesen bezeichnen wir als Licht. Umgangssprachlich wird vom „sichtbaren Licht“ gesprochen. Aus der spektralen Verteilung einer Lichtquelle ergeben sich sowohl deren Lichtfarbe als auch ihre Farbwiedergabe. Je nach Art der Lichterzeugung können Grundtypen von Spektren unterschieden werden: das kontinuierliche Lichtspektrum (Tageslicht und Temperaturstrahler sowie weißer LEDs), das Linienspektrum (Niederdruckentladungslampen) sowie das Bandenspektrum (Hochdruckentladungslampen).

Was ist der sichtbare Bereich des Spektrums?

Das Licht ist nur ein kleiner Ausschnitt aus dem wesentlich breiteren Spektrum der elektromagnetischen Wellen, das von den kosmischen Strahlen bis zu den Radiowellen reicht.
Dass der Bereich von 380 bis 780 nm die Grundlage des menschlichen Sehens bildet, ist kein Zufall. Gerade dieser Bereich steht auf der Erde als Sonnenstrahlung relativ gleichmäßig zur Verfügung und kann so als zuverlässige Grundlage der Wahrnehmung dienen.

Darstellung über den Bereich des sichtbaren Lichts.

Bereiche der elektromagnetischen Strahlung.
Das Spektrum der sichtbaren Strahlung umfaßt den schmalen Bereich zwischen 380 und 780nm.

Interessant:

Angrenzend an das für das menschliche Auge sichtbare Lichtspektrum, befindet sich einerseits der kurzwellige UV-Bereich (Ultraviolette Strahlung) und andererseits der langwellige IR-Bereich (Infrarot-Strahlung). Diese gegensätzlichen Randbereiche sind zum Teil für andere Lebewesen sichtbar.

Das Auge des Menschen nimmt die spektrale Verteilung sowie die Intensität der elektromagnetischen Wellen wahr. Es ist aus seiner Entwicklung heraus an die einzige Lichtquelle angepasst, die ihm während Jahrmillionen zur Verfügung stand – die Sonne. So ist die spektrale Empfindlichkeit in dem Bereich am höchsten, in dem auch das Maximum der Sonnenstrahlung liegt. Auch unsere Farbwahrnehmung ist auf das kontinuierliche Spektrum des Sonnenlichts abgestimmt. Weißes Licht ist ein Farbeindruck, der sich aus dem vereinten Spektrum der Regenbogenfarben zusammensetzt. Im Prinzip reichen doch schon Rot, Grün und Blau, um durch additive Farbmischung einen weißen Farbeindruck zu erzielen . Wie die unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts als Farben wahrgenommen werden, ist durch den hochkomplexen menschlichen Sehapparat bestimmt.

Welche Arten von Spektren gibt es?

Kontinuirliches Spektrum des Sonnenlichts.

Relative spektrale Verteilung Se (λ) der Globalstrahlung (Sonnen und Himmelslicht) mit einem deutlichen Maximum im sichtbaren Bereich

Ein kontinuierliches Spektrum besteht dann, wenn das Licht von Temperaturstrahler, also glühenden Lichtquellen ausgeht. Von kontinuierlich spricht man, wenn alle Wellenlängen im Licht enthalten sind. Auch mit LEDs lassen sich kontinuierliche Spektren erzeugen. Die erste künstliche Lichtquelle war die selbstleuchtende Flamme des Feuers. Die glühenden Kohlenstoffpartikel erzeugen ein Licht, das ebenso wie das Sonnenlicht ein kontinuierliches Spektrum besitzt. Für lange Zeit basierte die Technik der Lichterzeugung auf diesem Prinzip, das allerdings von Fackel und Kienspan über Kerze und Öllampe bis hin zum Gaslicht immer effektiver ausgenutzt wurde. Mit der LED existiert heute eine Technologie, die über Elektrolumineszenz elektrische Energie in Licht umwandelt und dabei ein kontinuierliches Spektrum erzeugen kann.

Darstellung der spektralen Verteilung einer Natriumdampf-Niederdruckentladung.

Relative spektrale Verteilung Se (λ) der Natriumdampf-Niederdruckentladung.
Das abgegebene Linienspektrum liegt nahe der maximalen Empfindlichkeit des Auges.

Von einem Linienspektrum wird gesprochen, wenn das Licht nur bestimmte Wellenlängen enthält. Durch die gezielte Kombination diskreter Wellenlängen entsteht ein Spektrum, das einen weißen Farbeindruck hervorruft. Ein Beispiel ist das orangene Licht bei den Niederdruckentladungslampen wie sie in der Straßenbeleuchtung vorkommen.

Darstellung der spektralen Verteilung der Quecksilber-Hochdruckentladung.

Relative spektrale Verteilung Se (λ) der Quecksilberdampf-Hochdruckentladung.

Bei einem Bandenspektrum handelt es sich um ein Spektrum, dessen zahlreiche, sich überlagernde Spektrallinien bandartig angeordnet sind. Hier lassen sich Polarlichter oder Hochdruckentladungslampen als Beispiele nennen.