Begriffe
Farbige Schattenspiele
Wenn Lichtquellen gestreut werden, ist der Streuwinkel abhängig von der Wellenlänge. Sonnenlicht, das an Regentropfen gestreut wird, ergibt einen farbigen Regenbogen, der aus spektral reinen Farben besteht. Alle Lichtquellen, die einen kontinuierlichen Verlauf zeigen - und insbesondere LED - ergeben einen farbigen Flickereffekt, der ästhetisch kontraproduktiv ist. Nur Linienstrahler wie HQI, die konstruktionsbedingt reine Spektralfarben abstrahlen, ergeben einen monochromatischen, reinen Flickereffekt.
HID (High intensity discharge)
Hochdruckentladungslampen, zu denen beispielsweise Natriummetalldampflampen oder Halogen-Metalldampflampen (HQI) zählen. Eine Halogen-Metalldampflampe erzeugt Licht durch eine Gasentladung in einem Brennergefäß, in dem ein hoher Druck herrscht. Das Brennergefäß enthält unter anderem Quecksilber und weitere Schwermetalle. Es ist zum Zweck des Schutzes und der thermischen Isolation in einem Außenkolben untergebracht. Bei der Gasentladung entsteht ein Plasma, und die Metalle liefern die farbigen Spektrallinien durch Übergänge zwischen Energieniveaus, die für jedes beigemischte Element (darunter die sogenannten seltenen Erden) charakteristisch sind.
Der Betrieb des Leuchtmittels lässt sich in zwei Phasen unterteilen:
I. Zündphase: das Vorschaltgerät liefert eine Hochspannung, die einen Durchschlag zwischen den Elektroden erzeugt. Die Zündphase macht die Füllung für den elektrischen Strom leitfähig.
II. Entladungsphase: der Strom fließt über die nunmehr leitfähige Füllung, wodurch das Licht und Wärme erzeugt werden. In dieser Phase begrenzt das Vorschaltgerät den Lampenstrom, indem es die Betriebsspannung absenkt.
Leuchtstofflampen
zählen zu den Niederdruck-Entladungslampen. Sie strahlen mit einem hohen Anteil in dem Wellenlängenbereich, für den das menschliche Auge besonders empfindlich ist (s. photopisches Sehen).
Spektrometer, Spektroradiometer
Ein Spektrometer misst die relative Intensität der Strahlung in Funktion der Wellenlänge. Ein Spektroradiometer zeigt hingegen die absolute Intensität der Strahlung in Funktion der Wellenlänge auf. Ähnlich wie beim menschlichen Auge ist die Empfindlichkeit des Sensors abhängig von der Wellenlänge; im Spektroradiometer wird dies durch Kalibrierung kompensiert. Die Spektren auf diesen Seiten geben absolute Intensitäten wieder.
Tagessehen und Nachtsehen
Licht wird je nach Farbe (Wellenlänge) unterschiedlich intensiv vom Auge wahrgenommen. Für das Tagessehen (photopisches Sehen) sind die Zäpfchen zuständig, deren maximale Empfindlichkeit glockenförmig um die Wellenlänge von 555nm ('gelbgrün') verteilt ist. Eine Lichtquelle mit einem hohen Anteil an dieser Wellenlänge erscheint subjektiv besonders hell. Sie erhöht aber drastisch den Gelbstich im Aquarium, und das Spektrum ist für die Absorption durch das Chlorophyll nicht optimal. Für das Nachtsehen (skotopisches Sehen) haben die Stäbchen eine größere Empfindlichkeit, für deren glockenförmigen Verlauf das Maximum bei 505nm liegt (blau).
Ultraviolette Strahlung
wird in drei Wellenlängenbereiche aufgeteilt. Kurze Wellenlängen entsprechen hohen Energien.
100-280nm: UV-C, wird von der Ozonschicht absorbiert
280-315nm: UV-B, kurzwellige UV-Strahlung, die von Fensterglas absorbiert wird; kann die Bildung von kovalenten Bindungen anregen
315-380nm: UV-A, längerwellige UV-Strahlung, dringt tiefer ein und passiert anteilig auch Fensterglas, stellt ca. 90% der natürlich vorkommenden UV-Strahlung dar; Beteiligung an Radikalreaktionen
Das Borsilikat-Glas des Außenkolbens einer HID-Lampe lässt Licht ab ca. 300 nm (UV-B) durch; dabei blockiert dickeres Glas mehr UV-Anteile. Das Quarzgefäß, in dem die Entladung stattfindet, ist für die entstehende UV-Strahlung transparent. Informationen über die Wirkung von UV-Strahlung bei Menschen findet sich z.B. auf den Seiten der Weltgesundheitsorganisation: http://www.who.int/uv/health/en/
Welleneffekt
An einem bedeckten Tag enstehen keine Schatten; diese sind nur mit einer punktförmigen Lichtquelle (Sonne, Mond) wahrnehmbar. Analog dazu liefert eine bewegte Wasseroberfläche (Wellen, Wellental) den Flickereffekt nur mit einer Punktlichtquelle wie z.B. HID, nicht jedoch mit Leuchtstoffröhren.
