Wie viele Arten von Lichtquellen gibt es?

Das Leuchten der Welt: Ein Blick auf die Vielfalt der Lichtquellen

Licht, essentiell für Leben und Zivilisation, wird durch eine erstaunliche Vielfalt an Quellen erzeugt. Während wir im Alltag oft nur Glühbirnen und LEDs wahrnehmen, birgt die Welt der Lichtquellen eine weit größere Komplexität. Eine strikte Kategorisierung ist schwierig, da sich die Prinzipien oft überlappen, doch lassen sich drei grundlegende Mechanismen unterscheiden, die jeweils eine Vielzahl von Lichtquellen hervorbringen:

1. Temperaturstrahler: Die glühende Materie

Diese Lichtquellen basieren auf dem Prinzip der thermischen Strahlung. Erhitzt man einen Körper ausreichend stark, beginnt er zu glühen und sendet elektromagnetische Strahlung aus, deren Spektrum mit steigender Temperatur immer mehr in den sichtbaren Bereich wandert. Bekannte Beispiele sind:

• Glühlampen: Hier wird ein dünner Wolfram-Draht durch elektrischen Strom zum Glühen gebracht. Obwohl effizient im sichtbaren Lichtbereich, geben sie einen Großteil ihrer Energie als Wärme ab und sind daher energetisch ineffizient.
• Halogenlampen: Eine Weiterentwicklung der Glühlampe, bei der Halogengase dem Glühdraht zugesetzt werden. Dies erhöht die Lebensdauer und die Lichtfarbe wird etwas verbessert, aber das Prinzip der Wärmeabstrahlung bleibt bestehen.
• Kerzen und Feuer: Hier wird Brennstoff oxidiert, wodurch Wärme entsteht und die entstandenen Partikel zum Glühen gebracht werden. Diese Lichtquelle ist zwar romantisch, aber ebenfalls wenig effizient und mit erheblicher Schadstoffemission verbunden.

2. Entladungslampen: Die angeregten Atome

Bei Entladungslampen wird ein Gas oder eine Gasmischung in einem geschlossenen Gefäß durch elektrischen Strom ionisiert. Die angeregten Atome senden dann Licht aus, wobei die Wellenlänge vom verwendeten Gas abhängt. Hier findet man eine große Bandbreite an Technologien:

• Niederdruck-Entladungslampen (z.B. Leuchtstofflampen): Ein geringer Druck im Inneren des Rohres sorgt für eine relativ langsame Entladung. Das emittierte UV-Licht regt einen Leuchtstoff an der Innenseite des Rohres an, der dann sichtbares Licht abstrahlt. Diese Lampen sind effizienter als Glühlampen, haben aber eine längere Einschaltzeit und eine begrenzte Lebensdauer.
• Hochdruck-Entladungslampen (z.B. Quecksilberdampflampen, Natriumdampflampen, Metallhalogenidlampen): Ein höherer Druck im Inneren führt zu einer intensiveren Entladung und einer höheren Lichtausbeute. Diese Lampen zeichnen sich durch eine hohe Lichtausbeute und lange Lebensdauer aus, haben aber oft ein eher ungünstiges Farbspektrum. Sie werden daher oft in der Straßenbeleuchtung eingesetzt.
• Xenon-Lampen: Diese Lampen zeichnen sich durch ein kontinuierliches Spektrum aus, das dem Tageslicht ähnelt und werden häufig in Projektoren und Scheinwerfern verwendet.

3. Elektrolumineszenz: Halbleiter im Dienste des Lichts

Elektrolumineszenz basiert auf der Emission von Licht durch Halbleiter, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Die bekannteste Vertreterin dieser Gruppe ist:

• LED (Light Emitting Diode): LEDs sind aufgrund ihrer hohen Energieeffizienz, langen Lebensdauer, Robustheit und der Möglichkeit, Licht in verschiedenen Farben zu erzeugen, zu einer dominierenden Lichtquelle geworden. Sie werden in immer mehr Anwendungen eingesetzt, von der Beleuchtung bis hin zu Displays. OLEDs (Organic LEDs) stellen eine Weiterentwicklung dar, die auf organischen Materialien basiert und flexible Displays ermöglicht.

Die Entwicklung neuer Lichtquellen schreitet stetig voran. Laser, Plasma-Lichtquellen und weitere Technologien erweitern das Spektrum an Möglichkeiten, Licht zu erzeugen und unsere Lebenswelt zu gestalten. Die obige Kategorisierung bietet einen Überblick über die wichtigsten Prinzipien, doch die Grenzen zwischen den einzelnen Gruppen sind oft fließend und die Entwicklung neuer Hybridtechnologien verschiebt die Grenzen stetig.