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Lexikon der Optik: Photometrie

Photometrie, Lichtmeßtechnik, allgemein verwendete Bezeichnung für Lichtmessung, d.h. für die Messung charakteristischer Eigenschaften der optischen Strahlung auf der Grundlage einer Bewertung durch das menschliche Auge. Für die Messungen werden Photometer verwendet. Man unterscheidet visuelle und physikalische P.

1) Bei der visuellen (subjektiven) P. wird das Auge als Empfänger benutzt. Da das Auge nur unterscheiden kann, ob zwei Leuchtdichten innerhalb des Gesichtsfeldes einander gleich sind oder nicht, enthalten alle visuellen Photometer Einrichtungen zur definierten Lichtschwächung, mit deren Hilfe Messungen von photometrischen Größen möglich sind. Mit der Entwicklung leistungsfähiger photoelektrischer Empfänger hat Anfang der 60er Jahre die visuelle P. als quantitative Meßmethode ihre Bedeutung verloren. Für die Untersuchung der Eigenschaften der Gesichtsempfindung sind visuelle Methoden weiterhin wichtig, um Forderungen für die physikalische P. abzuleiten, damit diese dem Gesichtssinn eines realen Beobachters unter den verschiedensten Bedingungen entspricht bzw. nahekommt.

2) Bei der physikalischen (objektiven) P. werden anstelle des Auges physikalische, d.h. photoelektrische Empfänger eingesetzt. Aus dem vom Empfänger gelieferten elektrischen Signal, z.B. dem Photostrom, kann dann unmittelbar auf die entsprechende photometrische Größe geschlossen werden.

Die physikalische P. gründet sich auf folgende Sachverhalte:

a) Eine photometrische Größe Xv, z.B. die Lichtstärke Iv, setzt sich additiv aus ihren spektralen Anteilen zusammen, es gilt also Xv=∫Xvλdλ mit Xvλ=dXv/dλ als der spektralen Dichte der Größe Xv (λ Wellenlänge).

b) Es läßt sich eine einheitliche lichttechnische Wirkungsfunktion V(λ) bzw. V'(λ) (spektraler Hellempfindlichkeitsgrad) einführen, die die unterschiedliche Bewertung spektraler Strahlungsanteile durch das Auge entsprechend der Beziehung Xvλ~V(λ)Xeλ berücksichtigt, wobei Xeλ=dXe/dλ die spektrale Dichte der Xv entsprechenden Strahlungsgröße Xe bezeichnet. Es gilt dann z.B. für die Lichtstärke


mit Leλ als spektraler Dichte der Strahlstärke.

c) Es wurde international eine Einheit der Lichtstärke festgelegt. In der Definition dieser Einheit, der Candela, von 1979 (photometrische Größen und Einheiten) ist der Maximalwert des photometrischen Strahlungsäquivalentes zu Km=683 cd/Wsr festgelegt. Damit ist eine berechenbare Beziehung zwischen photometrischen und radiometrischen Größen entsprechend der Relation Xv=KmXeλ V(λ)dλ hergestellt.

Für die Messung werden V(λ)-angepaßte photoelektrische Empfänger eingesetzt (V(λ)-Anpassung).

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