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Lux (Einheit)

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Einheit
Norm SI-Einheitensystem
Name Lux
Einheitenzeichen lx
Beschriebene Größe(n) Beleuchtungsstärke
Formelzeichen der
beschriebenen Größe(n) 		Ev
In SI-Einheiten \mathrm{1\, lx = 1\,\frac{cd\, sr}{m^2} = 1\,\frac{lm}{m^2}}
Siehe auch: Phot

Lux ist die SI-Einheit der abgeleiteten Größe Beleuchtungsstärke. Ihr Einheitenzeichen ist: lx.

1 lx = 1 lm / m²

Umgangssprachlich ist die Beleuchtungsstärke ein Maß für die Helligkeit, mit der z. B. eine Arbeitsfläche ausgeleuchtet wird.

Die Beleuchtungsstärke wird mit dem Luxmeter gemessen.

Inhaltsverzeichnis

Rechenbeispiele

Beispiel 1
Der Lichtstrom einer Kerze beträgt ca. 10 lm. Im Abstand von 1,8 m beträgt die Beleuchtungsstärke („Helligkeit“):

10 lm/(4π · (1,8 m · 1,8 m)) = 0,25 lm/m² = 0,25 lx

Ergebnis: Weiße Gegenstände, von einer Kerze im Abstand von ca. 1,8 m beleuchtet, erscheinen ungefähr genauso hell wie im Licht des Vollmonds.

Beispiel 2
Die Helligkeit einer isotrop strahlenden Lichtquelle betrage in 3 m Abstand 20 lx = 20 lm/m².

  • Der Raumwinkel einer 1 m² großen Fläche im Abstand von 3 m beträgt: 1/(3·3) sr = 1/9 sr.
  • Die Lichtstärke beträgt somit 20 lm/(1/9)sr = 20·9 lm/sr = 180 cd.
  • Integriert über den Gesamtraum beträgt der Lichtstrom 180 lm/sr · 4π sr = 180 · 4π lm = 2260 lm.

Beispiel 3
Umrechnen der Einheiten Candela, Lumen und Lux in Abhängigkeit vom Strahlungswinkel und der Entfernung.

Symbole:
I: Lichtstärke (Candela)
α: Öffnungswinkel (Grad)
w: Raumwinkel (Steradiant)
Q: Lichtstrom (Lumen)
F: Beleuchtete Fläche (m²)
r: Abstand zur Lichtquelle (m)
L: Beleuchtungsstärke (Lux)

Eine Leuchtdiode leuchte mit einer Lichtstärke I von 6 cd innerhalb eines Lichtkegels von α=30°, entsprechend einem Raumwinkel von w=0,2sr [1]. Außerhalb dieses Lichtkegels sei sie dunkel.

  • Der Lichtstrom Q beträgt: Q = I · w, also: Q= 6 lm/sr · 0,2 sr = 1,2 Lumen
  • Die Fläche F, die die Leuchtdiode mit w = 0,2 sr im Abstand r ausleuchtet, beträgt: F = w · r². Beispielsweise beleuchtet sie im Abstand von 20 cm eine Fläche von 0,2 × 0,04 m² = 0,008 m².
  • Die Beleuchtungsstärke L beträgt L=Q/F, siehe Tabelle: Im Abstand von 0,6 m beträgt die Beleuchtungsstärke 17 Lux.

Abhängigkeit vom Abstand

Parameter der Lichtquelle: I= 6 cd, w=30°:

Abstand
in m 		bel. Fläche
in m² 		Beleuchtungsstärke
in lx
0,2 0,01 150
0,4 0,03 38
0,6 0,07 17
0,8 0,13 9
1,0 0,20 6

Allgemeiner Grundsatz: Eine punktförmige Lichtquelle mit der Lichtstärke X Candela erzeugt auf einer senkrecht beleuchteten Fläche im Abstand 1 Meter genau X Lux!

Linkübersicht zu den Berechnungsgrundlagen „Licht / leuchten“

zum besseren Zurechtfinden innerhalb der grundlegenden Lichteinheiten

Bezeichnung: Formelzeichen Definition Name der Einheit Einheitenumformung
Lichtstrom: Φv \Phi_\mathrm{v} = K_\mathrm{m}\int_{380\,\mathrm{nm}}^{780\,\mathrm{nm}}\frac{\partial\Phi_\mathrm{e}(\lambda)}{\partial \lambda}\cdot V(\lambda)\,\mathrm{d}\lambda Lumen (lm) \mathrm{1\, lm = 1\, sr \cdot cd}
Raumwinkel: Ω \Omega = \frac{A}{r^2} Steradiant (sr) \mathrm{1\, sr = 1\,\frac{m^2}{m^2} = \frac{\left[ Fl\ddot{a}che \right]}{\left[ Radius^2 \right]}}
Beleuchtungsstärke: E E=\frac{\partial \Phi}{\partial A} Lux (lx) \mathrm{1\, lx = 1\,\frac{lm}{m^2} = 1\,\frac{sr\, cd}{m^2}}
Leuchtdichte: L L=\frac{\partial^2 \Phi}{\partial \Omega \cdot \partial A_1 \cdot \cos \varepsilon_1} keine eigene Einheit \mathrm{1\,\frac{cd}{m^2}} = \mathrm{1\,\frac{lm}{sr\,m^2}}
Lichtstärke (Photometrie): Iv I=\frac{\partial\Phi }{\partial\Omega} Candela (cd) \mathrm{1\, cd = 1\, \frac{lm}{sr}}
Wikipedia
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Beispiele typischer Beleuchtungsstärken

Heller Sonnentag 100.000 lx
Bedeckter Sommertag 20.000 lx
Im Schatten im Sommer 10.000 lx
Operationssaal 10.000 lx
Beleuchtung TV-Studio 1.000 lx
Bürobeleuchtung 500 lx
Flurbeleuchtung 100 lx
Straßenbeleuchtung 10 lx
Kerze ca. 1 Meter entfernt 1 lx
Mondlicht 0,25 lx
Sternklarer Nachthimmel 0,001 lx
Bewölkter Nachthimmel ohne Fremdlichter 0,0001 lx

Siehe auch

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