Künstliches Licht

In der Schule gab der Lehrer uns einmal ein Aufsatzthema: ›Der Blinde und der Taubstumme, welcher von beiden ist mehr zu bedauern‹. Im Gegensatz zu meinem Lehrer vertrat ich, eigensinnig wie ich war, die Ansicht, dass der Blinde mehr zu bedauern ist. Und ich habe bis heute diese meine Meinung nicht geändert.

Licht! Der Inbegriff des Lebens! Wie schrecklich klein wäre dem Menschen die Welt ohne Licht, ohne jene unendlich kleinen, feinen Äther­wellchen, die sich in einer Sekunde über 300 000 Kilometer fortpflanzen, uns die Ferne offenbaren, unserem Bewusstsein mit einer Mühelosigkeit und Schnelligkeit sondergleichen so unendlich viele Eindrücke vermitteln. Die Dunkelheit ist keinem Menschen etwas Sympathisches. Selbst wer von schönen Nächten spricht, denkt an die Tausende winziger Lichtpunkte, mit denen der tief­schwarz­blaue Himmel übersät ist, an die in mildes Mondlicht getauchte Erdlandschaft.

Wie glücklich können wir Nachgeborenen uns preisen, dass fortschreitendes Naturerkennen und Naturkraftbändigen dazu geführt hat, so viele Stunden im trüben Herbst und Winter durch künstliche Erhellung uns selbst, unserem Leben zu gewinnen.

Durch Jahrhunderte hindurch ganz langsam, dann vom Beginn des 19. Jahrhunderts ab immer schneller und schneller hat die Entwicklung der künstlichen Beleuchtung zugenommen. Anfangs der achtziger Jahre des vorigen Jahrhunderts setzte schließlich der heiße Wettstreit zwischen Elektrizität und Steinkohlengas ein, ohne dass das Petroleum vom Platz wich, während Azetylen und Spiritus neu auf den Plan traten. Was heute noch gut ist, ist morgen überholt, und die Mehrzahl der im Grunde doch sehr konservativ veranlagten Menschheit vermag dem Eilzugtempo der Erfinder gar nicht mehr zu folgen. Ratlos steht sie den Anpreisungen von immer neuen Lampen gegenüber, kaum, dass man hier und da einen Namen behält: das Auskennen in dem vielerlei überlässt man getrost anderen. Man gibt es resigniert auf, dem Fortschritt auf Schritt und Tritt zu folgen und prägt das fort­schritt­feind­lichste Wort: ›ich warte, vielleicht gibt es bald noch etwas Besseres‹.

Es würde mir nie in den Sinn kommen, im Rahmen eines kurzen Aufsatzes meine lieben Mitmenschen vollständig belehren zu wollen, ich unterfange mich nicht, in hundert Druckzeilen eine brauchbare Übersicht über den Stand der gegenwärtigen Beleuchtungstechnik zu geben, auch nicht in tausend Druckzeilen, aber eins darf ich vielleicht mit einiger Aussicht auf Erfolg unternehmen: einige Metermaße zu liefern, an denen die guten und bösen Eigenschaften unserer Lichtquellen gemessen werden können, Maßstäbe, die voraussichtlich bis auf weiteres ihre Richtigkeit behalten.

Eine Lampe soll hell sein. Ja, was ist denn das, ›hell‹? Hast du darüber schon einmal nachgedacht? Es ist ein äußerst relativer Begriff, wie relativ, das zeigt das vergebliche Bemühen von Technik und physikalischer Wissenschaft, ein festes Maß dafür zu finden, wie wir es zum Beispiel zum Messen von Längen im Meter haben. Wir sind heute noch darauf angewiesen, die Lichtstärke durch Vergleiche mit einer anderen willkürlich angenommenen Einheitslichtquelle zu bestimmen. In Deutschland bedient man sich dazu einer kleinen Lampe, die mit Amylazetat gespeist wird, und deren Abmessungen, Docht­stärke, Flammenhöhe auf das Genaueste festgelegt sind. Nach ihrem Erfinder nennt man sie Hefner-Lampe und das Licht der kleinen Lampe eine Hefner-Kerze (abgekürzt HK.). Das englische Normallicht ist die Walrathkerze, sie ist etwa 14 % heller, die französische Carzell-Lampe leuchtet dagegen über zehnmal so hell wie die deutsche Einheit. Außerdem gibt es auch innerhalb Deutschlands noch eine zweite Lichteinheit, die ›Vereinskerze‹, die um etwa 17 % dunkler ist, wie die Hefner-Lampe. Mit einer solchen Einheit wird die zu messende Lichtquelle verglichen.

Eine sehr rohe Methode, die aber den Vorzug hat, dass sie von jedermann leicht ausgeführt werden kann, ist die folgende: Man stellt die eine Lampe an das eine Ende des Tisches, die andere an das andere Ende. Dann hält man einen Bleistift senkrecht ungefähr in der Mitte zwischen beiden Lampen und legt ein weißes Blatt Papier unter. Er wirft zwei in der Regel verschieden dunkle Schatten, der nach der dunkleren Lichtquelle zu ist stärker, wie der nach der anderen Seite. Nun führt man den Bleistift näher an die dunkler brennende Lampe bis zu einer Stelle, wo die Schatten gleich erscheinen. Diese Stellung des Stäbchens wird markiert und der Abstand der Marke von den beiden Lichtquellen mit dem Metermaß gemessen. Die eine Lampe A mag 60 cm, die Lampe B 85 cm von der Marke abstehen, dann sagt uns ein Gesetz der Physik: Die Lichtquellen zweier Lampen verhalten sich wie die Quadrate der Entfernungen, in Zahlen für unser Beispiel: A : B = (60 × 60) : (85 × 85), das gibt A : B = 3600 : 7200 oder 1 : 2, ins Deutsche übersetzt, die Lampe B brennt zweimal so hell wie die Lampe A.

Du lächelst, lieber Leser, und meinst, das wüsstest du alles schon? Mag sein. Aber wenn du glaubst, auf Grund dieses Wissens nun imstande zu sein, zwei Lichtquellen hinsichtlich ihrer praktischen Brauchbarkeit miteinander zu vergleichen, dann irrst du ganz gewaltig. Und leider befinden sich in diesem Irrglauben sehr viele Menschen, und eben dieser Irrtum wird von gewandten Geschäftsleuten ab und zu ausgenutzt, um irgendwelche Lampen als besonders vorteilhaft erscheinen zu lassen. Das eben Erzählte bildet nur die Grundlage. Es sagt uns lediglich, dass in der Richtung, in der die Messung ausgeführt wurde, die eine Lampe um so und so viel heller strahlt, wie die andere. Es gibt aber sehr viele Lampen, die in einer bestimmten Richtung, zum Beispiel in der waagerechten, sehr viel Licht ausstrahlen, nach unten und oben aber ganz beträchtlich weniger. So finden wir zum Beispiel im Kalender für das Gas- und Wasserfach die Lichtmessung eines Auer-Gasglühlichtbrenners. Er strahlt danach waagerecht 92 Kerzen und im halben rechten Winkel nach unten nur noch 65 Kerzen, 60° unter der waagerechten nur noch 32 Kerzen. - R E K L A M E - Bringt man über seinem Schreibtisch einen Wandarm an und daran die Lampe, so ist nie und nimmer die in manchen Schriften angegebene Horizontal­beleuchtung maßgebend, sondern diejenige, die der Richtung von der Schreibtischfläche nach dem Brenner zu entspricht. Wir haben eben gesehen, dass der Unterschied sehr wesentlich sein kann. Doch damit ist uns immer nur ein Maß gegeben. So wenig wie es im Allgemeinen jemand nutzen würde, wenn ich ihm sagte: ich besitze ein Grundstück von 80 m Länge, ihm aber die Breite und Gestalt verschwiege, so wenig kann man auf Grund der Messung der Lichtstärke in einer Richtung sich ein Urteil über eine Lampe für Allgemeinbeleuchtung bilden. Man muss dazu die durchschnittliche oder mittlere Helligkeit kennen. Diese wird entweder aus einer großen Reihe Einzelmessungen berechnet oder durch einen besonderen Apparat direkt gemessen. Nimmt man den Durchschnitt des nach allen Richtungen, nach rechts und links, oben und unten ausgestrahlten Lichtes, so spricht der Fachmann von der sphärischen Lichtstärke. Will man nur wissen, wie viel eine Lampe nach unten (in die untere Halbkugel) Licht entsendet, so misst man die ›untere hemisphärische Lichtstärke‹, handelt es sich hauptsächlich um das nach oben geworfene Licht, dann ist es vonnöten, die ›obere hemisphärische Lichtstärke‹ zu ermitteln.

Für Straßenbeleuchtung ist die ›obere hemisphärische Helligkeit‹ völlig wertlos, den Himmel will man nicht beleuchten, das gleiche gilt für sehr hohe Räume. Daher ist es üblich geworden bei Lichtquellen, die hauptsächlich diesen Zwecken dienen, die untere hemisphärische Helligkeit anzugeben. Sie beträgt bei einem Auerschen Gasglühlichtbrenner etwa 50 – 60 Kerzen, bei einer älteren elektrischen Bogenlampe für 8 Ampere Gleichstrom etwa 550 Kerzen (HK). Desgleichen genügt diese Angabe für geschlossene Räume mit dunklen Decken und dunkler Tapete. Hier wird das nach oben ausgestrahlte Licht verschluckt, ist also für den Bewohner wertlos. Ist dagegen ein Zimmer hell­gestrichen, so dass das nach der Decke entsandte Licht von dieser teilweise zurückgestrahlt wird und somit nutzbar wird, so ist die Kenntnis der ganzen (sphärischen) Lichtstärke für die Beurteilung einer Lampe wichtig. Die obere hemisphärische Helligkeit allein kommt lediglich dort in Frage, wo man indirekte Beleuchtung einrichten will, eine überdies sehr schöne und angenehme und noch viel zu wenig angewandte Beleuchtungsmethode.

Alle diese Angaben haben für das Publikum jedoch nur dann praktischen Wert, wenn die Lampe genau in derselben Verfassung gemessen worden ist, wie sie zur Verwendung kommen sollen: Das heißt mit Zylinder, Glocke, Schirm oder dergleichen. Die ›nackten‹ Lichtmessungen sind mehr von theoretischem Interesse, denn nur wenige Menschen brennen die Lampen ›nackt‹. Dazu blenden die meisten Lichtquellen viel zu stark. Unser Auge verträgt nur einen gewissen ›Glanz‹ oder Flächenhelligkeit.

Für viele Anwendungszwecke ist es auch wichtig zu wissen, wie weit es eine Lampe gestattet, mit einfachen Hilfsmitteln ihr Licht nach einer bestimmten Richtung zu vereinigen. Bei Lampen, die mit offener Flamme brennen, Gasglühlichtlampen und dergleichen ist das nur unvollkommen möglich, bei elektrischen Glühlampen dagegen verhältnismäßig einfach und leicht. Daraus erklärt sich die auf den ersten Blick befremdliche Tatsache, dass in der Praxis der täglichen Häuslichkeit für viele Fälle eine elektrische Lampe von 25 Kerzen dieselben Dienste leistet, wie eine Gasflamme von 70 Kerzen. Eine 25-kerzige Tantal­lampe zum Beispiel mit Holophan-Glass­chirm strahlt auf den unter ihr stehenden Tisch 50 Kerzen, die 70-kerzige Gaslampe dagegen trotz des guten Schirmes nur etwa 50 – 60, denn die 70 bezieht sich auf das waagerecht ausgestrahlte Licht. Man erzielt also in der Praxis oft ein und dieselbe Wirkung mit zwei hinsichtlich ihrer nominellen Lichtstärke völlig verschiedenen Lampen.

Des Weiteren verdient die Wärmeausstrahlung des Lichtes Beachtung. Ich will hier nicht näher darauf eingehen, inwieweit die übermäßige Wärmeentwicklung von Petroleum- und Gaslampen die Zimmertemperatur erhöht, ja unerträglich machen kann, manche Menschen freuen sich ja sogar über diese sehr ungesunde Gratis­heizung. Ich will nur darauf hinweisen, dass die Wärmeausstrahlung, namentlich bei Arbeitslampen, deshalb mit in Rechnung zu stellen ist, weil eine sehr stark heizende Lampe weiter vom Kopfe gerückt werden muss wie eine kühler bleibende. Die Amerikaner verwenden aus diesem Grunde als Schreibtisch-, Leselampe und dergleichen vielfach fünf­kerzige, an Gelenkarmen angebrachte elektrische Lampen. (Ich persönlich schreibe und lese stets dabei.) Da diese dicht über das Buch oder die Schreibfläche gebogen werden können, ist die erzielte Helligkeit dieselbe, wie die von einer weiter wegstehenden, bedeutend lichtstärkeren Lampe.

Und damit rücke ich dem Begriff Helligkeit im engeren Sinne auf den Leib. Die Kerzenstärke, von der ich anfangs sprach, dient zum Messen des von der Lampe ausgestrahlten Lichtes. Sie bezieht sich auf das Subjekt: die Lampe; die Helligkeit einer beleuchteten Fläche, auf das Objekt, sie wird in ›Lux‹ gemessen, auch Meter­kerze genannt. Darunter versteht man die Helligkeit einer weißen Fläche, die von dem Licht einer in einem Meter Entfernung aufgestellten Normalkerze erzeugt wird (wenn die Lichtstrahlen senkrecht auftreffen). Bei gewöhnlichem Tageslicht hat die Fläche eines Buches am Fenster durchschnittlich etwa 40 Lux; die geringste Helligkeit, die ein Arbeitsplatz haben soll, ist 10 Lux.

Die Helligkeit einer beleuchteten Fläche hängt somit nicht nur von der Kerzenstärke der verwendeten Lampen ab, sondern in weit höherem Maß von ihrer Entfernung. Rücke ich beim Lesen meine Lampe auf die doppelte Entfernung weg, sinkt die Helligkeit auf meinem Buch nicht nur auf die Hälfte, sondern auf den vierten Teil! Die Beweglichkeit einer Lampe ist daher in vielen Fällen sehr bedeutsam. Und das ist gut so. Denn die Lichtstärke der Sonne beträgt viele Millionen Kerzen und doch erreichen wir mit unseren weit schwächeren irdischen Lichtquellen dieselbe ›Helligkeit‹, weil wir die Lichtquellen näher rücken können.

Du siehst, lieber Leser, es ist gar nicht so einfach, zwei Lichtquellen miteinander zu vergleichen, und es ist sehr verfehlt, lediglich die Kosten auf Grund irgendeiner angegebenen Lichtstärke zu berechnen und danach ein Urteil zu fällen. Dabei sind im Vorhergehenden in der Hauptsache nur beleuchtungs­technische Gesichtspunkte angeführt, ohne auf die ebenfalls sehr wichtige hygienische Seite der Beleuchtungsfrage einzugehen.

Entnommen aus dem Buch:

Siegfried Hartmann

Naturwissenschaftlich-Technische Plaudereien

Naturwissenschaft und Technik bilden die Grundpfeiler unserer Kultur. Alles, was das moderne Leben von früheren Epochen der Menschheit in charakteristischer Weise unterscheidet, beruht in letzter Linie auf den Fortschritten des Naturerkennens und der wachsenden Fähigkeit, Kräfte der Natur in den Dienst der Menschen zu zwingen.
Der Ingenieur und technische Publizist Siegfried Hartmann (1875 – 1935) bewegte die größeren Tageszeitungen dazu, regelmäßig allgemeinverständliche Artikel zu veröffentlichen, die in unterhaltender Form die wichtigsten technischen und naturwissenschaftlichen Erscheinungen dem Verständnis des Lesers näherbringen. Aus diesen Aufsätzen stellte Hartmann für dieses Buch einen repräsentativen Querschnitt zusammen.

  PDF-Leseprobe € 18,90 | 182 Seiten | ISBN: 978-3-695-71317-2

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