Beleuchtung

Glühlampen und Leuchtstoffröhren waren viele Jahrzehnte lang die wichtigsten künstlichen Lichtquellen. Allerdings wird dabei der Großteil der elektrischen Energie in Wärme umgewandelt, nicht in Licht.

Glühlampe

Eine Glühlampe wandelt elektrische Energie in Licht um, allerdings wird nur etwa 5 – 8 % der Energie als Licht ausgesandt. Der größte Teil wird in unerwünschte Wärme umgewandelt und geht verloren. Durch den elektrischen Widerstand des Glühfadens, der aus Wolfram (einem Metall mit hohem Schmelzpunkt) besteht, wird dieser auf etwa 3 000 ˚C erhitzt und leuchtet. Damit der Glühfaden nicht verbrennt, darf kein Sauerstoff in seiner Umgebung sein; der Glaskörper beinhaltet ein anderes Gas, meist Stickstoff, Argon oder Krypton. Der Glühfaden ist doppelt gewendelt (wie in der Abbildung gezeigt), damit sich die Windungen auch gegenseitig erwärmen.

Halogenlampe

Durch verdampftes Wolfram aus der Glühwendel wird das Innere des Glaskolbens angeschwärzt.

Durch Beigabe eines Halogens (z. B. Iod) in den Kolben wird dies verhindert.

Leuchtstoffröhre

Eine Leuchtstoffröhre ist eine mit Quecksilberdampf gefüllte Glasröhre, deren Innenwand mit einer Leuchtschicht überzogen ist. Bei Stromdurchgang treten aus einem Glühdraht am negativen Anschluss der Röhre Elektronen aus, die zum positiven Anschluss beschleunigt werden.

Auf ihrem Weg durch das Gas stoßen die Elektronen mit Quecksilberatomen zusammen. Als Folge des Zusammenstoßes wird unsichtbare UV-Strahlung ausgesandt. Diese wird jedoch beim Auftreffen auf die Leuchtschicht an der Innenwand des Glasrohres in sichtbares Licht umgewandelt.

Bei der Leuchtstoffröhre ist ein Startmechanismus erforderlich. Es wird im Vergleich zu einer Glühlampe mehr Licht und nur etwa 80 % Wärme erzeugt. Allerdings benötigt der Einschaltvorgang relativ viel Energie und verringert die Lebensdauer.

Energiesparlampe

Energiesparlampen sind Leuchtstoffröhren, deren Durchmesser auf etwa 12 m reduziert ist. Weiters sind sie durch U-förmige Biegung auf eine kürzere Form gebracht und können in eine Glühlampenfassung eingeschraubt werden. In Energiesparlampen können neue Leuchtstoffe, nämlich seltene Erden, eingesetzt sein.

LED-Licht

Eine Leuchtdiode (kurz LED von englisch light emitting diode‚ auf deutsch „Licht aussendende Diode“) ist ein spezielles Halbleiter- Bauelement. In ihm wird durch eine geringe Stromstärke einfarbiges Licht erzeugt. Die Leuchtdiode wurde 1962 entwickelt, wobei es lange nur rote und grüne Leuchtdioden gab. Die LEDs dienten zunächst hauptsächlich als Kontrollanzeigen. Durch die Entwicklung von blauen LEDs in den 1990er Jahren können LED-Beleuchtungen heute auch weißes Licht erzeugen:

In sogenannten RGB-LEDs werden rote, grüne und blaue Leuchtdioden in einem Gehäuse so miteinander kombiniert, dass sich ihr Licht mischt. Bei entsprechender Ansteuerung der einzelnen Leuchtdioden ist weißes und auch andersfarbiges Licht herstellbar, auch fließende Farbübergänge sind möglich. LEDs verbrauchen viel weniger Energie, erhitzen sich kaum und halten länger als Glühbirnen, Leuchtstoff- und Halogenlampen.

Weißes Licht kann man auch mit blauen LEDs erzeugen. Dazu werden sie mit einem gelben Leuchtstoff überzogen, wie das z. B. bei Taschenlampen von Mobiltelefonen der Fall ist.

Lichtausbeute