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Photometer werden grundsätzlich zur Messung der Beleuchtungsstärke verwendet. In Anlehnung an die Einheit der Beleuchtungsstärke nennt man Photometer, die nur für diesen Zweck genutzt werden, auch Luxmeter. Photometer können aber auch eingesetzt werden, um über die Abschwächung der Lichtintensität den Anteil von Fremdstoffen oder die Konzentration bekannter Stoffgemische zu bestimmen. Diese Geräte, die mit speziellen Probenbehältern versehen sind, werden auch als Trübungsmesser bezeichnet. Die Auswahlkriterien für ein Photometer sind vor allem davon abhängig, ob es für die Messung der Beleuchtungsstärke oder als Messgerät zur Bestimmung der Eigenschaften von Flüssigkeiten eingesetzt werden soll.
Für das menschliche Auge ist das Erfassen von Details, Farben und räumlichen Strukturen bei zunehmender Dunkelheit schwieriger. Eine situationsgerechte Beleuchtung ist deshalb wichtig für das Erkennen von Gefahrensituationen und erhöht die Konzentrationsfähigkeit bei Arbeits- und Lernaufgaben. Dies gilt genauso für den Aufenthalt im privaten und öffentlichen Bereich. Auch für die Entwicklung und das Wachstum von Pflanzen und die Haltbarkeit bestimmter Substanzen spielt Licht eine entscheidende Rolle. In Arbeitsschutzrichtlinien, Unfallverhütungsvorschriften und in technischen Normen wird für viele Bereiche ein Mindestwert für die Helligkeit vorgeschrieben oder empfohlen. Die Einhaltung dieser Werte für die Beleuchtungsstärke wird in der für die Nutzung relevanten Ebene in Lux gemessen. Für Schreibtische oder Werkbänke also auf der Tischfläche, für Wandtafeln auf der Tafelfläche und für Verkehrswege auf deren Oberfläche. Die Beleuchtungsstärke ist ein flächenabhängiger Wert, der angibt, wieviel Lichtstrom auf eine Fläche auftrifft. Ein Lux entspricht einem Lumen pro Quadratmeter.
Der Messbereich beim Photometer
Natürliches Tageslicht erreicht bei klarem Wetter weit höhere Werte, als für Sehaufgaben und die meisten technischen und natürlichen Vorgänge erforderlich ist. Für die Beurteilung des notwendigen Messbereiches ist es wichtig zu klären, ob mit dem Photometer nur Mindestwerte überprüft werden sollen oder, ob für bestimmte Auswertungen auch hohe Tageslichtwerte erfasst werden müssen. Für Messungen im Innenbereich genügt im Allgemeinen ein Messbereich von 2.000 Lux bzw. 10.000 Lux, für Tageslichtmessungen außen sollte der Messbereich bei 100.000 Lux oder höher liegen.
Genauigkeit beim Photometer
Die Messgenauigkeit liegt bei vielen Geräten bei 3 bzw. bei 5 Prozent des Messwertes. Wenn sich diese Messabweichungen auf Ihre Anwendung stark auswirkt, sollten Sie ein Gerät mit der besseren Auflösung wählen. Außerdem sollte darauf geachtet werden, dass einige Photometer mit ihrem Sensor und dem zugehörigen Filter auf bestimmte Leuchtmittel ausgelegt sind. Diese Geräte können für diese Lichtarten die Beleuchtungsstärke genauer erfassen, als die von anderen Lichtquellen. Bei Messungen für die Beleuchtung von Aufenthalts- und Arbeitsbereichen sollte die Spektralempfindlichkeit der Fotodiode auf die Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges angepasst sein. Dazu wurden von der Internationalen Beleuchtungskommission CIE die Hellwirkungsgrade verschiedener Wellenlängen für das hell und das dunkel adaptierte Auge eines Normalbeobachters definiert.
Messung der Lichtfarben
Einige Photometer für die Beleuchtungsmessung erfassen nicht nur die Beleuchtungsstärke, sondern auch die Farbkoordinaten des auftreffenden Lichts. Dabei können die Farbmesswerte als drei Primärfarben in dreiteiligen additiven Farbmodellen angegeben werden. Die Angabe erfolgt dann zum Beispiel als X, Y und Z-Wert nach dem CIE-XYZ Farbraum oder als Rot-, Grün- und Blau-Wert nach dem CIE-RGB Farbraum. Viele dieser Photometer zeigen nicht nur numerische Werte für die jeweiligen Primärfarben an. Oft bilden sie die Farbverteilung auch grafisch auf einem Farbdisplay ab.
Photometer für mobile oder stationäre Messungen
Die Überprüfung der Beleuchtung von Arbeitsplätzen und Verkehrswegen erfolgt meist mit mobilen Geräten. In Bereichen, bei denen zu wenig oder zu viel Licht zu schwerwiegenden Schäden führen kann, oder in denen ein begrenzter Bereich der Beleuchtungsstärke zu optimalen Ergebnissen führt, ist der Einsatz stationärer Photometer zu empfehlen. Sowohl mobile, als auch stationäre Photometer gibt es mit Dauermessfunktion und Datenspeicherung. Stationäre Geräte bieten oft die Möglichkeit, über Relais- oder Regelausgänge bei Erreichen bestimmter Werte Anlagen zur Verschattung oder künstliche Lichtquellen zu steuern oder optische bzw. akustische Warnungen auszulösen.
Das Maß in dem ein Medium den Durchgang von Licht behindert, kann mit einem Photometer bestimmt werden. Dazu wird die Beleuchtungsstärke ohne Schwächung durch die Substanz mit der Beleuchtungsstärke nach Durchdringen des Mediums verglichen. Eine Anwendung ist zum Beispiel die Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Gläsern und transparenten Kunststoffen für Licht bestimmter Wellenlängen. Diese Werte sind u. a. für Brillengläser, technische Gläser und Verglasungen an Wohn- und Industriegebäuden von Bedeutung. Für solche Messungen sollte das Photometer auf die zu filternden Wellenlängen ausgelegt sein oder die Einstellung verschiedener Wellenlängenbereiche ermöglichen. Bei lichtdurchlässigen Flüssigkeiten steht der Wert der Abschwächung des Lichts häufig mit anderen Eigenschaften des Stoffgemischs in direktem Zusammenhang.
Messmethoden und Messwerte bei einem Photometer zur Trübungsmessung
Mit dem Photometer wird auf optischem Weg mit einem Lichtsensor gemessen, wie stark Licht abschwächt wird, das eine Substanz durchdringt. Um bei farbigen Substanzen den Einfluss von farbabhängigen Absorptionen zu verringern, wird häufig mit einer Lichtquelle für Infrarotlicht im Wellenlängenbereich um 860 Nanometer gearbeitet. Sender und Empfänger des Lichts können im Photometer auf verschiedene Arten angeordnet sein. Die Fotozelle misst bei allen Anordnungen die Intensität des Lichts, jeweils mit und ohne die zu untersuchende Substanz, um den Einfluss des Probenbehälters zu berücksichtigen.
Durchlichtmessung – 0°-Methode
Das Messen der Strahlung die geradlinig die Probe durchdringt, bezeichnet man mit dem Fachbegriff Turbidimetrie. Diese Methode eignet sich gut für stark eingetrübte Substanzen. Lichtquelle und Lichtsensor sind auf einander gegenüberliegenden Seiten der Probe positioniert. Die gemessenen Werte werden meist nach EN 7027-1 in der Einheit FAU (formazin attenuation units) als Formazin-Dämpfungseinheiten angegeben. Üblich sind Werte zwischen 40 und 4.000 FAU.
Messung des Seitwärtsstreulichts – 90°-Methode
Das Verfahren, bei dem das von der Probe seitlich gestreute Licht erfasst wird, heißt Nephelometrie. Diese Messung wird oft bei Substanzen verwendet, die nur wenig getrübt sind. Die Empfangseinheit ist dabei rechtwinklig zur Lichtquelle angeordnet und erfasst nur das seitlich gestreute Licht. Der Wert wird nach EN 7027-1 in der Einheit NTU (nephelometric turbidity unit) angegeben. Die Werte liegen meist zwischen 0,05 und 400 NTU. Spezielle Einheiten gibt es zum Beispiel für die Trübungsmessung bei Bier mit EBC in Europa und ASBC in den USA.
Messung des Rückstreulichtes – 180° Methode und Mehrwinkelmessungen
Für verschiedene Anwendungen wird auch das in Richtung der Strahlungsquelle zurückgeworfene Licht gemessen. Bei diesen Messungen sind Sende- und Empfangseinheit direkt nebeneinander platziert. Einige Photometer sind auch mit mehreren Sensoren ausgestattet. Dies ermöglicht zum Beispiel die Messung von Durchlicht und 90° Seitwärtsstreulicht in einem Gerät. Je nach Intensität der Trübung wird dann aus den beiden Messwerten automatisch der passende ausgewählt. Bei anderen Geräten werden gleichzeitig verschiedene Seitwärtsstreuungen gemessen und gemeinsam ausgewertet.
Datenspeicherung und Übertragung beim Photometer
Photometer mit Datenspeicher vereinfachen die Durchführung der Messungen und minimieren Ablese- und Übertragungsfehler. Insbesondere bei Messungen direkt an der Probenstelle bietet es sich an, die Daten im Gerät zu speichern. Wer viele Messwerte speichern möchte, sollte unbedingt auf die Speichergröße und die komfortable Abrufbarkeit und Übertragbarkeit der Daten achten. Je nach Ausstattung können die Messwerte zum Beispiel per USB-Kabel oder Bluetooth auf einen PC oder ein Smartphone übertragen werden.
Analyse von Inhaltsstoffen mit dem Photometer
Da die Trübung mit der Konzentration der in der Flüssigkeit gelösten Stoffe zunimmt, können Photometer zur Konzentrationsbestimmung genutzt werden. Ist sicher, dass in der untersuchten Probe eine Flüssigkeit bestimmter Konzentration ohne Verunreinigungen ist, kann über Eichkurven direkt aus dem Trübungswert die Konzentration abgeleitet werden. Bei schlecht erfassbaren Partikelgrößen oder Vorhandensein verschiedener Beimengungen nutzt man zur Messung bestimmter Bestandteile die Eigenschaft dieser Stoffe, mit bestimmten Chemikalien zu reagieren. Dazu werden Reagenzien genutzt, die nur mit der zu messenden Substanz zu einer charakteristischen zusätzlichen Eintrübung führen. Die Endprodukte dieser Reaktionen können dann stoffspezifisch erfasst und ausgewertet werden. Für diese Messungen müssen im Photometer bestimmte Werte hinterlegt sein. Wenn Sie beabsichtigen, ein Photometer für solche Analysen zu nutzen, sollten Sie ein Gerät wählen, dass bereits auf die Messgrößen ausgelegt ist. Außerdem sollten Sie darauf achten, welches Messzubehör angeboten wird, wie der Messvorgang abläuft und ob und wie das Photometer kalibriert werden kann.
Wasser ist Leben - eine bekannte Aussage, der niemand widersprechen kann. Allerdings sollte nicht nur der Menge des verfügbaren Wassers und seiner Verteilung, sondern auch seiner Qualität viel Aufmerksamkeit geschenkt werden. Wasser befindet sich um den Menschen herum und in seinem Inneren; es befindet sich in der Atmosphäre, auf der Erdoberfläche, unter der Erde, es hat verschiedene Zustände (von hart bis flüssig), und die erste Assoziation, die Menschen bekommen, wenn sie gebeten werden, Wasser mit einfachen Worten zu beschreiben, ist, dass es keine Farbe, keinen Geschmack, keinen Geruch hat und dass es flüssig ist. In der modernen Gesellschaft wird Wasser als eine Selbstverständlichkeit angesehen, es ist an keinem Tag mehr wegzudenken: es kommt aus der Leitung, es wird in Flaschen verkauft, es wird in absolut allen industriellen Prozessen, in der Landwirtschaft verwendet, und eine der traurigen und alarmierenden Folgen davon ist, dass Wasser schlecht behandelt wird, durch sehr schädliche Substanzen verunreinigt wird, in übermäßigen Mengen verschwendet wird und es nicht genügend Reinigungsanlagen gibt.
Viele Menschen wissen, dass Wasser hart oder weich ist, ohne darüber nachzudenken, was es bedeutet und woher die Untershiede kommen. Härte ist in der Tat eine Eigenschaft des Wassers, die durch das Vorhandensein von Kalzium und Magnesium im Wasser bestimmt wird. Sie ist in der Tat ein Qualitätsmerkmal und spielt eine große Rolle bei der Beurteilung der Qualität des Wassers, das für Haushalte, Industrie und technische Bedürfnisse bereitgestellt wird. Diese Elemente, Kalzium und Magnesium, sind nicht die einzigen, die im Wasser enthalten sind, aber vor allem diese beiden Größen beeinflussen die Härte des Wassers am meisten. Sie sind als wichtig für die Organismen bekannt, und aus dieser Sicht sind bestimmte Mengen an Kalzium und Magnesium im Wasser, das für den Verbrauch verwendet wird, sogar vorteilhaft. Zähne, Knochen, Zellen im Körper - diese Teile des menschlichen Körpers benötigen Hilfselemente, wie Kalzium und Magnesium, für Festigkeit und Funktion, und so wird das Wasser zu einer guten Nährstoffquelle für sie.
Auf der anderen Seite definiert die Internationale Gesundheitsorganisation die optimalen Mengen an Kalzium und Magnesium, die im Wasser in mg pro Liter enthalten sein sollten. Die Grenzwerte sollten nicht überschritten werden, um eine intensive Ansammlung von z.B. Kalzium zu vermeiden, insbesondere bei Menschen mit Gesundheitsproblemen ist darauf zu achten. Zu hohe Salzmengen im Wasser können zur z.B. Probleme mit den Gelenken verursachen. Daher ist das Erreichen des optimalsten Mineralisierungsgrades eine wichtige Aufgabe.
Die Wasserqualität wird in den Wasseraufbereitungsanlagen kontinuierlich überwacht und der Härtegrad je nach Anwendung geregelt. Wasserquellen enthalten in der Regel verschiedene Arten von Wasser: Oberflächen- und Grundwasser, Seen, Flüsse, Niederschläge. Je nachdem, welche Mengen an natürlichem Gestein (Kalkstein, Gips oder Dolomit) mit dem Wasser in Berührung gekommen sind, kann die Menge an Kalzium und Magnesium variieren, so dass der Härtewert nie gleich ist und je nach Gebiet, Wetter, Jahreszeit und sogar je nach Niederschlagsmenge schwanken kann.
Leitungswasser zum Beispiel, das für den Haushaltsbedarf verwendet wird, sollte nicht zu hart sein, da es zu Problemen mit Haushaltsgeräten und Leitungen führen kann. Auf den ersten Blick kann man nicht erkennen, ob das Wasser hart oder weich ist, aber nach dem Abkochen oder sogar nach längerem Gebrauch, z.B. in der Küche oder im Bad, wird es offensichtlich: Kalkstein (eine Art Kristallisation) auf den Oberflächen oder ein dünner Film auf der Oberfläche des Wassers im Wasserkocher. Dies ist ein Hinweis auf die so genannte Karbonathärte (auch als temporär bekannt). Kalzium- und Magnesiumbikarbonate verwandeln sich unter dem Einfluss hoher Temperaturen in ein hartes, unlösliches Sediment - die Mehrheit der Menschen kennt diesen Effekt. Die Gesamthärte des Wassers setzt sich aus Karbonat- und Nichtkarbonathärte zusammen und wird in mol/m3 oder mmol/l gemessen.
Nicht nur für den menschlichen Körper ist der optimale Härtegrad von entscheidender Bedeutung, sondern auch für alle Geräte, die mit Wasser in Berührung kommen, z.B. Geschirrspüler, Wasserkocher, Waschmaschinen, Rohre, Boiler, Heizungen. Nicht umsonst werden in vielen Werbespots verschiedene Mittel angeboten, um die Waschmaschinen vor der Verkalkung der Arbeitsteile zu schützen und ihre Lebensdauer zu verlängern. Obwohl übermäßige Mengen an Kalzium und Magnesium sehr schädlich sind, bedeutet dies nicht, dass je weicher das Wasser ist, desto besser. Leitungswasser mit sehr niedrigen Werten kann auch Schäden, wie Korrosion, an den Leitungen verursachen, weshalb die Erhaltung des Gleichgewichts so wichtig ist.
Die Kenntnis des Härtegrades des Wassers ist wichtig (kann z.B. mit einem Photometer bestimmt warden), um den Betrieb der Geräte einzustellen, die richtige Menge an Kalkreinigungsmitteln und das System der Filtration und Reinigung optimal zu wählen. Eine detaillierte Wasseranalyse ist im Labor möglich, obwohl im täglichen Leben viele Menschen versuchen, den Härtegrad des Wassers durch den Kauf zusätzlicher Medien, die helfen, den Kalkstein zu bekämpfen, einzustellen. Die Anwendung eines TDS-Messgeräts ist ein professioneller Ansatz, der sehr hilfreich sein kann, aber es liefert Informationen über alle im Wasser gelösten Feststoffe, so dass eine spezielle Schulung empfohlen wird, um das Gerät in der richtigen Art und Weise zu verwenden.
Die Kenntnis der Tatsache, dass in verschiedenen Ländern die Wasserhärte in unterschiedlichen Einheiten gemessen wird, führt dazu, dass die Herstellerhinweise in den Bedienungsanleitungen kontrolliert werden sollten um im Ausland produzierte Haushaltsgeräte richtig einzustellen. So sollte z.B. die deutsche Karbonathärte °DH umgerechnet werden
In °Clark in Großbritannien,
in °F in Frankreich,
in ppm in den USA und
in °Ж in Russland.
Es ist zu beachten, dass die Werte nicht 1 zu 1 übertragbar sind, weshalb eine Umrechnung erforderlich ist, um die Werte korrekt zu lesen.
| Germany | Gr. Britain | France | USA | Russland | |
| °DH | 1 | 1,25 | 1,78 | 17,84 | 0,357 |
| °Clark | 10,80 | 1 | 1,43 | 14,3 | 0,285 |
| °F | 0,56 | 0,7 | 1 | 10 | 0,20 |
| Ppm | 0,056 | 0,070 | 0,1 | 1 | 0,02 |
| °Ж1 | 2,80 | 3,51 | 5,00 | 50,04 | 1 |
1°DH - 10 mg CaO pro l
1°Clark - 10 mg CaCO3 pro 0,7 l
1°F - 10 mg CaCO3 pro l
1 ppm - 1 mg CaCO3 pro l
In jedem Land gibt es verschiedene Anforderungen und Grenzwerte bezüglich der Härte des Wassers (Gehalt an Calciumcarbonat im Wasser) und es sollte in Übereinstimmung mit dem bestehenden Messsystem überprüft warden, beispielsweise mit einem Photometer.
Der Begriff Photometrie ist aus den griechischen Wörtern für Licht und Messen zusammengesetzt. Sämtliche Verfahren zur Messung von Lichteigenschaften oder bei denen durch Messung von Lichteigenschaften andere Parameter bestimmt werden, können also als photometrische Verfahren bezeichnet werden. Die verwendeten Messgeräte können dem entsprechend Photometer genannt werden.
In der Regel werden aber nur diejenigen Geräte unter dem Begriff Photometer zusammengefasst, die nicht zur Messung der Beleuchtungssituation, sondern zur Analyse von Substanzen verwendet werden. Diese senden Licht aus einer internen Lichtquelle durch die zu untersuchende Substanz hindurch auf eine Photozelle. Aus dem Maß, in dem dieses Licht abgeschwächt wurde, kann die Konzentration bestimmter Inhaltsstoffe ermittelt werden. Je nach Art des zu bestimmenden Parameters werden für die Untersuchungen zusätzliche Reagenzien und Licht bestimmter Wellenlängen benötigt.
Die inzwischen erzielten Fortschritte bei der Gerätetechnik ermöglichen den Einsatz spezieller Photometer für hochgenaue, schnelle und kostengünstige Analysesysteme in der medizinischen Diagnostik und in Inlinesystemen zur Produktionsüberwachung und -steuerung. Andererseits werden preiswerte Photometer als handliche Geräte für kontrollierende Messungen an Trinkwasser, Schwimmbadwasser und Abwasser angeboten.
Photometer zur Wasseranalyse
Viele Substanzen können mit Hilfe ihrer Wirkung auf Licht relativ einfach nachgewiesen und analysiert werden. Beispielsweise werden relativ häufig verschiedene Inhaltsstoffe von Trinkwasser, Schwimmbadwasser und natürlichen Gewässern mit einem Photometer kontrolliert. Zu werden für jeden Inhaltsstoff spezielle Reagenzien benötigt, die eine Einfärbung oder Eintrübung der Probe bewirken. Je höher die Konzentration des Inhaltsstoffs, desto stärker wird die Lichtdurchlässigkeit der Probe verändert.
Diese Photometer haben grundsätzlich die gleichen Bestandteile:
Die interne Lichtquelle der Photometer ist inzwischen häufig eine LED. Diese und der Filter sind danach ausgelegt, mit welcher Wellenlänge bzw. welchen Wellenlängen gemessen werden soll. Das Umschalten bei mehreren Wellenlängen geschieht meist automatisch über die Auswahl des Messprogramms für den zu messenden Wasserparameter. Das monochromatische Licht wird durch den Behälter mit der Probe gestrahlt, dort geschwächt und fällt dann auf den Detektor. Über die Reaktion des Detektors wird die Lichtintensität des auftreffenden Lichts ermittelt.
Zur quantitativen Bestimmung eines Inhaltsstoffs sind in der Regel zwei Messungen erforderlich. Die erste Messung dient als Ausgangswert bzw. Nullung. Sie wird an der unveränderten Probe durchgeführt. Die zweite Messung erfolgt, wenn die Probe mit der Reagenz vermischt wurde und die charakteristische Reaktion mit der zu messenden Substanz stattgefunden hat. Das Photometer berechnet aus den Werten beider Messungen den Wert für die Lichtschwächung durch die Substanz und daraus mit hinterlegten Kennwerten deren Konzentration.
Zur Bewertung von Licht werden verschiedene Parameter gemessen. Dabei können die Messungen grundsätzlich unterschieden werden in solche, die an angestrahlten Flächen durchgeführt werden und solche, die zur Klassifizierung von lichtabgebenden Geräten, Leuchtmitteln, Lampen und leuchtenden Flächen erforderlich sind.
Bild 1 Beleuchtungsstärke E und Lichtstrom Φv
Beleuchtungsstärke messen
Die Helligkeit angestrahlter horizontaler, vertikaler oder geneigter Flächen wird als Beleuchtungsstärke in Lux gemessen. Da das Licht nicht immer gleichmäßig über die zu prüfende Fläche verteilt ist, muss fast immer auch die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärken beurteilt werden. Deshalb werden mehrere Messungen entlang eines festgelegten Rasters durchgeführt. Die Photometer zur Messung der Beleuchtungsstärke sollten über einen Messwertspeicher verfügen. Wird ein Photometer ohne Speicher verwendet, muss jeder gemessene Einzelwert entlang des Messrasters sofort in das Messprotokoll übertragen werden. Gemessen wir mittels Photozellen, die Licht in Strom wandeln oder mit lichtempfindlichen Halbleiterbauteilen, deren Widerstand sich durch Lichteinwirkung ändert.
Lichtstrom messen
Der Lichtstrom Φv bezeichnet die Leuchtleistung der Lichtquelle. Im Unterschied zur gesamten abgestrahlten Strahlungsleistung Φe, die in Watt angegeben wird, beinhaltet der Lichtstrom Φv nur den Anteil der für das menschliche Auge sichtbaren Strahlung. Diese Lichtleistung wird gemäß der Hellempfindlichkeit des Menschen für die einzelnen Spektren gewichtet und in der speziellen Maßeinheit Lumen angegeben. Zur Messung wird zusätzlich zum Photometer eine Ulbrichtsche Kugel oder ein Goniometer benötigt.
Leuchtdichte messen
Die Helligkeit von leuchtenden Flächen wie Bildschirmen, Werbe- oder Hinweistafeln ist wichtig für die Erkennbarkeit von Farben und Details. Die Leuchtdichte wird als Lichtstärke pro Flächeneinheit in Candela pro Quadratmeter gemessen. Für Messungen direkt an der Lichtquelle können Photometer mit speziellen Aufsätzen verwendet werden.
Bild 2 Messung von Beleuchtungsstärke und Leuchtdichte einer Lichtquelle
Um die Lichtfarbe und damit zusammenhängende Eigenschaften bestimmen zu können, werden Photometer benötigt, die das Licht in seine Wellenlängenanteile zerlegen können. Wenn die Lichtstrahlen an Prismen oder Brechungsgittern zerlegt werden, werden die enthaltenen Wellenlängen in verschiedene Richtungen gelenkt. Das nach Wellenlängen aufgespaltene Licht kann dann, mit darauf abgestimmten Photodioden, separat erfasst und ausgewertet werden. Da die Messergebnisse Aussagen zum Lichtspektrum ermöglichen, werden dieser Photometer auch als Spektrometer bezeichnet.
Bild 1 Aufspaltung des Sonnenlichts in verschiedene Wellenlängen
In dem mit dem Prisma erzeugten Lichtspektrum gibt es, wie im Regenbogen, weder Schwarz noch weiß als Lichtfarben. Die Farbe Schwarz entsteht, wenn kein sichtbares Licht ausgestrahlt oder reflektiert wird. In weiß erscheinen Lichtstrahlen oder Objekte, die alle sichtbaren Spektralfarben gleichmäßig enthalten bzw. reflektieren.
Bild 2 Photometer zur Spektralanalyse des Lichts
Aus den im Photometer gespeicherten Messdaten zur spektralen Verteilung der Wellenlängen kann die Lichtfarbe als Farbtemperatur und Farbort als x/y-Koordinate der CIE-Normfarbtafel bestimmt werden. Vor allem bei LEDs genügt die Angabe der Farbtemperatur nicht zur genauen Charakterisierung der Farbwirkung. Trotz gleicher Farbtemperatur können LEDs entsprechend ihrer spektralen Anteile entweder rötliches oder grünliches Licht abstrahlen. Weil mit sehr unterschiedlichen spektralen Zusammensetzungen die gleiche Farbtemperatur erreicht werden kann, werden oft zusätzlich die x/y Farbkoordinaten ermittelt.
Außerdem können einige der Spektral - Photometer auch die Farbsättigung und den Farbwiedergabeindex aus der gemessenen Intensität der verschiedenen Wellenlängen berechnen. Der Farbwiedergabeindex einer Lichtquelle gibt an, wie realistisch Objektfarben bei deren Licht erscheinen. Der höchste Wert für den Farbwiedergabeindex CRI bzw. Ra ist 100.