Die Leuchtdichte, auch als photometrische Helligkeit bezeichnet, ist die Menge des Lichtstroms, der auf eine bestimmte Fläche einfällt, von ihr ausgeht oder sie in einer bestimmten Richtung durchquert. Die betrachtete Fläche wird im Allgemeinen als scheinbare Fläche bezeichnet, da sie die Projektion der realen Fläche auf die Ebene senkrecht zur Sichtlinie ist.
Wie wird die Leuchtdichte berechnet?
Die Maßeinheit für die Leuchtdichte im internationalen System ist Candela pro Quadratmeter (cd/m2). Die Leuchtdichte lässt sich mit der folgenden Formel berechnen:
Wobei:
- F ist der Lichtstrom in Lumen (lm).
- dS ist das Flächenelement in Quadratmetern (m2).
- dΩ ist das Raumwinkelelement in Steradian (sr), das von d∑ von dS abhängt.
- θs ist der Winkel zwischen der Oberflächennormalen S (ns) und der betrachteten Richtung (d).
- Es ist zu beachten, dass es sich in diesem Fall um ein verlustfreies Medium handelt.
Leuchtdichtepegel
Das menschliche Auge kann sich an verschiedene Leuchtdichten anpassen, benötigt jedoch eine gewisse Zeit, um sich an jede Änderung der Leuchtdichte anzupassen. Diese Zeit hängt von der Abruptheit und der Bedeutung der Änderung ab und davon, ob es sich um eine Zunahme oder eine Abnahme handelt. Bei einer Zunahme der Helligkeit ist die Anpassungszeit kürzer als bei einer Abnahme, auch wenn die Änderung im gleichen Verhältnis erfolgt.
Während des Anpassungsprozesses ist das Sehvermögen stark beeinträchtigt, vielleicht sogar für mehrere Minuten. Dies ist z. B. an Arbeitsplätzen zu berücksichtigen, an denen eine bestimmte Tätigkeit in einer schwach beleuchteten Umgebung ausgeführt werden muss, nachdem sie zuvor in einer hell beleuchteten Umgebung ausgeübt wurde. In diesen Fällen müssen je nach Situation Anpassungszeiten festgelegt werden, insbesondere an Orten, an denen Unfallgefahr besteht.
Wie wir bereits bei anderen Gelegenheiten erwähnt haben, führt unter normalen Bedingungen eine Erhöhung der Lichtmenge zu einer Verbesserung der Sehleistung. Dies gilt bis zum Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts, ab dem keine Verbesserung mehr wahrgenommen wird, auch wenn die Leuchtdichte weiter zunimmt. Dies ist vor allem bei detaillierten oder kontrastarmen Arbeiten von Vorteil.
Messung der Leuchtdichte
Das Leuchtdichtemessgerät wird zur Messung der Leuchtdichte verwendet. Es besteht aus einer Röhre mit einem lichtempfindlichen Element, das die photometrische Helligkeit in einen dazu proportionalen elektrischen Strom umwandelt.
Je nach der Aufgabe, die auf der zu messenden Fläche zu erfüllen ist, wird ein bestimmter Öffnungswinkel verwendet. Bei sehr präzisen Aufgaben sind die Öffnungswinkel klein, und zur Messung der durchschnittlichen Leuchtdichte einer Fläche wird beispielsweise ein Weitwinkeladapter verwendet.