Lumen Candela Lux

Allgemeines

Diese Seite soll dazu dienen, die wichtigsten Groeszen der Photometrie so aufzuzeigen, dass man sich die Zusammenhaenge und Analogien auch dauerhaft merken kann.

Wenn man z. B. so einen Artikel liest, dann duerften dem Leser, je nach Vorkenntnis, die Zusammenhaenge weitestgehend klar sein. Nach einer Woche, ohne Wiederholung und praktischer Anwendung, duerften allerdings (massive) Luecken zum Inhalt die Regel sein.

Zum dauerhaften Merken benoetigt das Gehirn Ankerpunkte. Dazu dienen im Wesentlichen Vorkenntnisse, Methoden der Rekonstruktion und/oder an Erlebnisse gekoppelte Sinneinheiten.

Die LernSchritte zum Erfolg!?

Die Reihenfolge des Merkvorgangs ist (hier) 5-stufig:

• Begriffe (Vokabeltraining; hier sind Rechtshirne im Vorteil)
• Bedeutung (Semantik)
• Zusammenhaenge (logische Verknuepfungen; hier sind die Linkshirne im Vorteil)
• Verortung (Bezug zur Realitaet; Ankerpunkte aus der realen Welt)
• Anwendung (Praxis)

1. Stufe

Auf die Reihenfolge kommt es an!

LUMEN -> CANDELA -> LUX

Aber selbst nur diese 3 Woerter (ohne Bedeutung) sich in dieser Reihenfolgen dauerhaft zu merken faellt dem ein oder anderen schwer.

Merkmethodik: (melodisches) Kunstwort bilden. z. B. LUCALUX

Aber selbst so EIN Wort kann ohne Wiederholungen und/oder Verankerung verlorengehen.

Fangen wir mit Wiederholungen an. Jeder der sich mit Muskelaufbau beschaeftigt, stoeszt ueber kurz oder lang auf die Frage(n): Wie viele Wiederholungen, mit wie viel Gewicht in welcher Zeit und wie viele Saetze. Es gibt zwar Empfehlungen wie diese

Die Lehrbücher empfehlen 8 bis 12 Wiederholungen für Muskelaufbau (Hypertrophie). Um es zu vereinfachen gehen wir von 10 Wiederholungen in unserem Rechenbeispiel aus. Wichtiger als die Wiederholungen ist die Zeit welche der Muskel unter Spannung ist und arbeiten muss. [Quelle: https://www.online-fitness-coaching.com/Wie-viele-Wiederholungen [abgerufen 2022-12-03]]

aber eine Garantie des optimalen MuskelMasseZugewinns bringt das keine. Das ist etwas voellig individuelles und zumal genetisch beeinflusst. Und auch niemand wuerde erwarten, dass er nach einem Besuch im FitnessStudio direkt aussieht wie Arnold Schwarzenegger zu seinen besten Zeiten.

Mit dem Hirntraining ist das fast das Gleiche. Man braucht Strategie, Zeit, Durchhaltevermoegen, ... und keiner kaeme auf die Idee nach EINER gesteigerten Hirnaktivitaet sich gleich bei der GedaechtnisOlympiade anzumelden. Lernen will also gekonnt und geuebt sein und zwar am besten staendig.

Wenn Wiederholungen wenig dauerhaften Erfolg zeigen (siehe Ebbinghaus), dann kommen Anker ins Spiel. Anker sind die Punkte im Langzeitgedaechtnis, die uns das Wiederfinden einer Sinneinheit ermoeglichen. Anker sind Dinge, Orte, Erlebnisse, Personen ... an die wir eine oder mehrere Sinneinheiten anheften. Diese Anker sollten moeglichst nicht alltaeglich sein, aber nun wieder zurueck zu 'LuCaLux'.

Luca ist der Vorname einer Person und diese hat eine Katze, einen Luchs.

Dies waere eine von unzaehligen "Eselsbruecken", die es zu testen gilt.

Gerne schreibt in die Kommentare weitere hinein.

2. Stufe

Jetzt packen wir zu LuCaLux noch die Bedeutung dazu. Erst mal die Definition.

Lumen ist die Einheit für den Lichtstrom einer physikalischen Strahlers.

Die Photometrie befasst sich nur mit dem Teil eines physikalischen Strahlungsfeldes welches das menschliche Auge wahrnehmen kann. Allgemein spricht man in der Physik von Strahlung und physiologisch dann von Licht. Der Einfachheit halber stellen wir uns daher als physikalischen Strahler eine Lampe vor. Der Lichtstrom steht für die Lichtleistung einer Lampe, also wie viel Licht eine Lampe in Summe abstrahlt.

Candela beschreibt die Lichtstaerke einer Lichtquelle.

Da eine Lichtquelle in der Regel ihr Licht nicht in alle Richtungen gleichmäßig abstrahlt, kann man mit Candela beschreiben, wie viel Lichtstrom von einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung ausgesendet wird.

und 

Lux gibt Auskunft über die Beleuchtungsstaerke. 

Es ist ein Masz für die Helligkeit mit der eine Flaeche in einem bestimmten Abstand beleuchtet wird.

Das Dumme an dieser Stelle ist, dass gleich 3 weitere Sinneinheiten dazu kommen, die zu Erklaerung von LuCaLux hilfreich/notwendig sind.

Wie malen ein (virtuelles) Bild!

Luca haelt eine Taschenlampe und leuchtet auf die Katze!

Damit wird schon mal eins deutlich. Luca, bzw. seine TaschenLampe, sendet Licht und die Katze, der Luchs, empfaengt das Licht.

Jetzt benutze ich weitere Analogien und es sei (nochmal) erwaehnt, dass es nicht darum geht die physikalischen und mathematischen Zusammenhaenge (siehe spaeter weiter unten) zu erlaeutern, sondern sich ein Gedankengeruest zu bauen an das wir unsere vielen, vielen weiteren Sinneinheiten mehr oder weniger geordnet anbringen koennen, so dass man am besten die Begriffe und Zusammenhaenge im Kopf jederzeit abrufbar bei sich traegt.

Den Begriff des Stromes, ja der aus der Steckdose, kennen viele von uns. Also eine wunderbarer Anker. Eine Taschenlampe, also auch die von Luca, hat in der Regel Batterien oder Akkus, die einen elektrischen Strom bewirken und damit eine Leuchtwirkung mit Hilfe eines Leuchtmittels (GluehFadenLampe/LED) im (geschlossenen) Stromkreis zur Folge hat.

Kurzgesagt ergibt sich die Merkhilfe dann so:

Die Batterien von Lucas Taschenlampe erzeugen ueber den Strom (Lichtstrom) in einer Lampe mit Reflektor (Lichtstaerke) einen gerichteten Lichtstrahl auf die Katze (Luchs) und beleuchtet diese mehr oder weniger stark (Beleuchtungsstaerke).

Damit haben wir die Reihenfolge entsprechend LucaLux

Lichtstrom -> Lichtstaerke -> Beleuchtungstaerke

und auch die Trennung zwischen Lichtsender (Taschenlampe/Luca) und Lichtempfaenger (Katze/Luchs).

3. Stufe

Jetzt wird's technisch.

Bei der Betrachtung unserer Welt helfen uns die Erkenntnisse der Naturwissenschaften einen Aspekt recht genau zu beschreiben.

In der Physik hat man irgendwann festgestellt, dass sich (fast) alle "Erscheinungen" durch (nur) 7 Groeszen beschreiben lassen. Zu diesen SI-Einheiten komme ich spaeter nochmal zurueck. Alle Groeszen lassen sich von diesen 7 "Hauptgroeszen" ableiten, also in einen mathematisch beschreibbaren Zusammenhang bringen. Zu jeder (physikalischen) Groesze sollte man folgende Einzelheiten kennen:

• Name der Groesze (Dimensionsname)
• Symbol (Dimensionssymbol)
• Formelzeichen (Groeszensymbol)
• "SI-Ableitung" (falls keine Basisgroesze)
• Name der Einheit
• Einheitenzeichen
• Definition

Ein Beispiel soll das erlaeutern:

• Laenge ist der Name der Groesze
• L ist Dimensionssymbol
• l ist das Formelzeichen
• Laenge ist eine SI-Einheit
• Meter ist der Name der Einheit
• m ist das Einheitenzeichen
• Laenge der Strecke, die das Licht im Vakuum während der Dauer von 1 / 299 792 458 Sekunden zurücklegt.

Wenn ich jetzt nach den Groeszen von Lucalux frage, machen wohl viele die Graetsche:-)

Beim Aufbau der Merkregel(n) fangen wir am besten in der Mitte an. LuCaLux, also beim Candela.

• Lichtstärke
• J
• Iv
• (SI-Einheit)
• Candela
• cd
• Die Lichtstaerke in einer bestimmten Richtung einer Strahlungsquelle, die monochromatische Strahlung der Frequenz f = 540 × 10 hoch 12 Hz (555 nm) aussendet und deren Strahlstärke in dieser Richtung 1/683 Watt pro Steradiant betraegt.

Ich haette lieber bei Lumen, also in LucaLux links angefangen, da Lumen in vielen Formeln (s.u.) als Bezugsgroesze dient, aber dummerweise ist die Lichtstaerke (Candela) die SI-Basiseinheit und nicht der Lichtstrom (Lumen).

Nebenbemerkung: Die Frequenz des einfarbigen Lichtes zur Definition des Candela sind f = 540 THz oder 555,17.. nm also ein Grün in Richtung gelb. Das Lichtspektrum geht von 690 nm (rot) bis 380 nm (violett). Die Mitte des Spektrums waeren 535 nm. Also ist der Referenzpunkt leicht verschoben. Das Elektromagnetische-Spektrum bietet sich irgendwie fuer eine neue "WieMerkeIchMirSeite" an.

Fuer das Dimensionssymbol J und das Formelzeichen Iv habe ich tatsaechlich noch keine Idee. Vielleicht auch deshalb weil J mit Joule und I mit Stromstaerke bereits besetzt ist. Somit zwar auch "Staerke", aber Strom ist mit Lichtstrom (Lumen) bereits anders besetzt.

TODO