Candela

Candela (cd)

Die Candela ist die SI-Basiseinheit der Lichtstärke und wird verwendet, um zu beschreiben, wie viel Licht eine Lichtquelle in eine bestimmte Richtung abstrahlt. Im Gegensatz zu anderen lichtbezogenen Einheiten wie dem Lumen, das die gesamte Lichtmenge einer Quelle angibt, bezieht sich die Candela explizit auf die Helligkeit in einer definierten Richtung.

Definition

Die Candela ist wie folgt definiert: Eine Lichtquelle strahlt eine Lichtstärke von 1 Candela aus, wenn sie eine monochromatische Strahlung mit einer Frequenz von 540 Terahertz (THz) abgibt und dabei eine Strahlungsstärke von 1/683 Watt pro Steradiant hat. Die Frequenz von 540 THz entspricht etwa einer Wellenlänge von 555 Nanometern, was grünem Licht entspricht – der Wellenlänge, auf die das menschliche Auge am empfindlichsten reagiert

Hintergrund und Historie

Der Begriff „Candela“ leitet sich vom lateinischen Wort „candela“ für Kerze ab. Früher wurde die Lichtstärke anhand von sogenannten „Normalkerzen“ definiert, die aus einer genau festgelegten Menge Wachs und Docht bestanden. Die Candela repräsentiert somit die historische Verbindung zur Lichtstärke von Kerzen, die lange Zeit als Maßstab für Helligkeit verwendet wurden.

Die aktuelle Definition der Candela wurde eingeführt, um auf präzise wissenschaftliche Messungen abgestimmt zu sein und sicherzustellen, dass die Einheit weltweit konsistent und vergleichbar bleibt.

Verwendung der Candela

Die Candela spielt eine wesentliche Rolle in der Beleuchtungs- und Optikindustrie. Sie dient zur genauen Bestimmung der Lichtstärke von Lichtquellen und wird insbesondere bei der Bewertung von gerichteten Lichtquellen wie Scheinwerfern, Lasern oder Leuchten verwendet.

Beispiele:

• Kerze: Eine herkömmliche Haushaltskerze hat eine Lichtstärke von etwa 1 Candela. Dies bedeutet, dass eine Kerze in alle Richtungen etwa gleich viel Licht abstrahlt wie eine Quelle mit 1 Candela pro Steradiant.
• Glühlampe: Eine 100-Watt-Glühlampe strahlt in alle Richtungen und hat eine Lichtstärke von etwa 120 Candela. Das bedeutet, dass sie in eine bestimmte Richtung deutlich mehr Licht abgibt als eine einfache Kerze.
• LED-Scheinwerfer: Ein moderner LED-Autoscheinwerfer kann Lichtstärken von mehreren tausend Candela erreichen, was eine hohe Konzentration von Licht in eine bestimmte Richtung ermöglicht. Ein Fernlicht eines Autoscheinwerfers kann beispielsweise eine Lichtstärke von 50.000 Candela haben.
• Leuchtturm: Leuchttürme haben extrem hohe Lichtstärken. Ein Leuchtturm mit einer Halogenlampe kann eine Lichtstärke von über 10 Millionen Candela erzeugen, um Schiffe auf große Entfernungen zu warnen.

Candela im Vergleich zu anderen Einheiten:

Während die Candela die Lichtstärke misst, gibt es andere wichtige photometrische Einheiten, die mit der Candela in Beziehung stehen:

• Lumen (lm): Misst den gesamten Lichtstrom einer Quelle. Während die Candela die Lichtstärke in eine bestimmte Richtung beschreibt, gibt das Lumen an, wie viel Licht insgesamt von der Quelle abgestrahlt wird. 1 Candela entspricht einem Lichtstrom von 1 Lumen pro Steradiant.
• Lux (lx): Misst die Beleuchtungsstärke, also den Lichtstrom pro Fläche. 1 Lux ist definiert als 1 Lumen pro Quadratmeter.

Technische Anwendungen der Candela

• Beleuchtungsdesign: Die Candela hilft Ingenieuren und Designern, Beleuchtungslösungen zu entwickeln, bei denen Licht in eine bestimmte Richtung konzentriert werden muss, z. B. in Büros, Theatern oder Stadien.
• Optische Geräte: In der Messtechnik wird die Candela zur Bewertung der Lichtstärke von optischen Geräten wie Mikroskopen, Teleskopen oder Kameras verwendet, um sicherzustellen, dass das Licht in eine kontrollierte Richtung abgegeben wird.
• Automobilindustrie: Scheinwerfer, Rücklichter und Blinker von Fahrzeugen werden nach ihrer Lichtstärke in Candela bewertet, um die Verkehrssicherheit zu gewährleisten. Eine falsche Lichtstärke könnte dazu führen, dass ein Fahrzeug entweder schlecht sichtbar oder zu blendend ist.

Zusammenfassung

Die Candela ist eine fundamentale Einheit im Bereich der Photometrie und beschreibt die Lichtstärke in einer bestimmten Richtung. Sie ist besonders nützlich in Anwendungen, bei denen die Richtung der Lichtabstrahlung eine wichtige Rolle spielt, wie in der Beleuchtungstechnik, der Luftfahrt, der Automobilindustrie und der optischen Messtechnik. Obwohl die Candela ursprünglich von der Lichtstärke einer Kerze abgeleitet wurde, hat sie sich durch präzise Definitionen und technische Fortschritte zu einer der wichtigsten Einheiten in der Lichtmessung entwickelt.