Licht - Eine Einführung in Kelvin, Lux & Lumen, PAR & PUR

Technik

Insbesondere bei Pflanzenaquarien und beim Aquascaping spielt die Auswahl der richtigen Lichtquelle eine enorme Rolle und entscheidet nicht selten über Erfolg oder Misserfolg in Bezug auf Pflanzenwachstum und ein insgesamt stabil laufendes Becken. In diesem Grundlagenbeitrag erläutern wir die gängigsten physikalischen Begriffe aus dem Bereich des Lichts und der Beleuchtung von Aquarien. Auf interessante Einzelfragen zum Thema Licht werden wird in Zukunft in weiteren Artikeln eingehen.

Kelvin

Kelvin ist das Maß für die Lichttemperatur. Die Definition der Lichttemperatur selbst wird mithilfe eines schwarzen Körpers, genauer eines Planckschen Strahlers, definiert. Der schwarze Körper absorbiert jegliche elektromagnetischen Wellen (zu denen unter anderem auch Licht gehört) vollständig und gibt die aufgenommene Energie (Licht) in einem Spektrum wieder ab, das einzig und allein der Temperatur unterworfen ist. Beispielsweise erscheinen schwarze Körper die bei 4000 Kelvin (K) betrachtet werden rötlich, während derselbe schwarze Körper bei 7500 K bläulich wirkt.

In der Fotografie spielt die Farbtemperatur eine große Rolle, will man Situationen realitätsnah abbilden. An Digitalkamera lässt sich die Farbtemperatur sowohl vor, als auch nach der Aufnahme einstellen so dass Stimmungen oder die Gesamtästhetik des Bildes modifizierbar sind. Die internationale Norm für Sonnenlicht bei klarem Himmel am Nachmittag beträgt 5500 K.

Als Faustregel lässt sich sagen das niedrige Werte wärmer- und höhere Werte kälter wirken. Eine Kerze mit 1500 K ist deutlich wärmer als eine typische Leuchtstoffröhre mit 4000 K und diese wiederum wärmer als klares, nördliches Himmelslicht mit 15000 - 27000 K.

In der Aquaristik werden sämtliche Leuchtmittel (T5, T8, LED usw.) in verschiedenen Farbtemperaturen angeboten. Klassische T5 Leuchtstoffröhren sind bspw. von Dennerle als "Special Plant" mit 3000 K und als "Amazon Day" mit 6000 K erhältlich. Die erstgenante Variante wirkt deutlich "gelbstichiger" bzw. wärmer als letztere, mit der ein heller klarer Tag simuliert werden soll.

Lux & Lumen

Lux ist die Einheit der Beleuchtungsstärke einer spezifischen Lichtausstrahlung. Dabei gilt: 1 Lux = 1 Lumen / m2. Lumen wiederum ist die Einheit des Lichtstroms.

Die beiden Einheiten unterscheiden sich dadurch das Lux die beleuchtete Fläche mit in den Wert einbezieht. Ein Lichtstrom von 1000 Lumen auf einer Fläche von einem Quadratmeter, erleuchtet diesen Quadratmeter mit einer Stärke von 1000 Lux. Wenn sich dieselben 1000 Lumen auf eine Fläche von 10 Quadratmetern verteilen, würde man immer noch von 1000 Lumen sprechen, aber nur noch von 100 Lux (1000 Lumen / 10 m2 = 100 Lux).

PAR & PUR

PAR steht für Photosynthetically Active Radiation, oder deutsch für die photosynthetisch aktive Strahlung einer Lichtquelle die von Pflanzen für biochemische Prozesse wie die Photosynthese genutzt werden kann. Die PAR liegt zwischen 400 und 760 nm und wird in W/m2 angegeben.

Pflanzen reagieren am besten auf Teilintervalle des oben genannten Bereiches, nämlich auf 400 - 550 nm und auf 620 - 740 nm. Diese Teilbereiche bezeichent man als PUR (Photosynthetically Usable Radiation, oder deutsch als photosynthetisch nutzbare Strahlung).

Wird eine Lichtquelle also bspw. mit dem (an sich sehr guten) PAR Wert von 300 W/m2 beworben, so bleibt nur anhand dieses Wertes unklar wie er sich über das Gesamtspektrum verteilt. Eine Lichtquelle mit einem PUR Wert von 300 W/m2 ist genauer bezeichnet und im Zweifel leistungsfähiger.