Die wichtigsten Größen: Lichtstrom und Lichtmenge
Der Lichtstrom Φ, gemessen in Lumen (lm), gibt die Intensität der Lichtstrahlung an, bezogen auf den sichtbaren Bereich.
Um eine Vorstellung von dieser Größe zu erhalten, denken wir uns ein modernes "Leuchtmittel", z.B. eine Energiesparlampe. Auf der Packung steht vielleicht 15 W, was einer herkömmlichen Glühlampe von 75 W entsprechen soll. Verlassen wir uns darauf, müssen wir leider oft die Erfahrung machen, dass wir eher eine trübe Funzel erstanden haben. Zu Recht fragen wir uns, mit welcher Glühlampe der Vergleich angestellt wurde. Inzwischen sind wir etwas schlauer geworden und verlassen uns lieber auf direkte Helligkeitsangaben, und dazu wird der Lichtstrom angegeben. Mit einem Lichtstrom von rund 700 Lumen erhalten wir ein "Leuchtmittel", das in etwa der alten 60-Watt-Lampe entspricht. 500 Lumen oder weniger sind allenfalls als Flurbeleuchtung geeignet. Es muss aber gleich gesagt werden, dass auch bei der Lumen-Angabe gemogelt wird. Diesbezüglich ist die Industrie ja sehr erfinderisch.
So eine Birne strahlt natürlich nicht in alle Richtungen gleich stark, aber das spielt keine Rolle. Gemessen wird die gesamte Lichtstrahlung der Lichtquelle. Wenn das Licht mit einem Hohlspiegel dahinter gebündelt wird, ändert sich dadurch nicht der von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrom, wohl aber der auf auf einen Gegenstand auftreffende Lichtstrom. Die Bündelung des Lichtstrahls sorgt dafür, dass der Gegenstand einen stärkeren Lichtstrom abbekommt, dass er heller beleuchtet wird, um es platt zu sagen. Und da kommt schon die Beleuchtungsstärke ins Spiel, die wir aber noch ausklammern wollen. Es reicht, wenn wir erst mal registrieren, dass der Lichtstrom die zentrale Größe ist. Er spielt nicht nur bei der Helligkeitsbestimmung einer Lichtquelle eine Rolle, sondern ebenso bei der Kennzeichnung von Beleuchtungssituationen an beliebigen Stellen.
Wir haben eingangs gesehen, dass die elektische Leistung einer Glühlampe (in Watt) keine zuverlässige Aussage über den Lichtstrom (in Lumen) erlaubt. Zu viele Faktoren spielen dabei eine Rolle: die Messmethoden, die spektrale Verteilung, die Wärmeverluste bzw. Lichtausbeute usw. Dennoch gibt es einen Zusammenhang, denn bei beiden handelt es sich um Größen, die einen vergleichbaren Sachverhalt beschreiben, nämlich Leistung im physikalischen Sinne. So wird denn auch das stahlungstechnische Gegenstück zum Lichtstrom, nämlich der Strahlungsfluss, in Watt gemessen. Der Lichtstrom ist aber eine photometrische Größe, und so gilt hier das Lumen. Für eine bestimmte Wellenlänge des Lichtes, nämlich 555 nm, gibt es einen exakten Umrechnungsfaktor, und zwar entspricht hier die Leistung von 1 Watt dem Lichtstrom von 683 Lumen. Doch da das sichtbare Licht praktisch immer ein Frequenzgemisch ist, ist die Beziehung zwischen Lumen und Watt nicht mit einfachen Mitteln zu erfassen.
Bleiben wir aber noch einmal bei der elektrischen Leistung. Sie gibt die momentane elektrische "Power" wieder, doch damit ist aber noch nichts über die Energie bzw. den Energieverbrauch gesagt. Ein 100W-Gerät, das eine Stunde lang eingeschaltet ist, verbraucht so viel elektrische Energie wie ein 50W-Gerät, das zwei Stunden lang im Betrieb ist. Wir müssen demnach die Leistung mit der Zeit multiplizieren, und heraus kommen Wattsekunden oder Kilowattstunden, je nachdem, in welchen Größenordnungen wir arbeiten. Beim lichttechnishen Gegenstück, der Lichtleistung (= Lichtstrom) gilt dasselbe: Eine Lichtquelle mit einer Leistung von 500 Lumen strahlt in 10 Sekunden so viel Lichtenergie in die Gegend wie eine Lichtquelle von 1000 Lumen in 5 Sekunden. Infolgedessen müssen wir auch hier den Lichtstrom mit der Zeit multiplizieren, um die Lichtenergie zu erhalten.
Die Lichtenergie wird als Lichtmenge Q bezeichnet. Das Maß für die Lichtmenge ist - wie sollte es anders sein - die Lumensekunde (lm s).
