Licht ist das eigentliche Medium der Fotografie. Um es für fotografische Zwecke zu nutzen, bedarf es einer Vielzahl technischer Einrichtungen und lichtempfondlicher Komponenten. Dazu fallen uns sofort Stichworte ein wie Kamera, Objektiv, Belichtungsmesser, Vergrößerungsgerät, Film, Fotopapier, aber auch Scanner, Drucker, PC und Chip. In diesem ersten Kapitel wird das Licht und seine meßtechnische Bewertung für die Fotografie besprochen.
AUFGABE
Bei der Zusammenstellung des Stoffes zeigte es sich, daß eine Stichwortsammlung mit den entsprechenden Erklärungen dem gestellten Thema am besten gerecht wird. Die Texte werden so allgemeinverständlich formuliert, daß die Lust am Lesen erhalten bleibt. Es werden über 100 Begriffe dargestellt, die Fotografie und Licht verbinden. Wer verstehen will, was beim Fotografieren wirklich geschieht, kann sich mit Hilfe dieser Begriffe einen Überblick verschaffen. So sollen sie auch dazu dienen, Texte in Fachberichten, Fachzeitschriften und fotografischen Periodika zum Thema Licht und Belichtun g zu ergänzen. Dabei liegt hier der Schwerpunkt auf den physikalischen Zusammenhängen. Jedoch wird eine zu starke Vertiefung in die Physik und in Einzelheiten der Technik weitgehend vermieden. Es wird kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben. So sprechen zum Beispiel viele Begriffe in der Wortverbindung Licht... wie Lichtschacht, Lichtschleuse, Lichtzeiger für sich und sind hier nicht aufgenommen. Ebenso sind photochemische Begriffe nicht Gegenstand dieser Zusammenstellung.
BEGRIFFE
Die folgenden Begriffe sind in didaktischer Reihenfolge und nicht alphabetisch geordnet. Im laufenden Text fett gedruckte Begriffe werden unter einem eigenen Stichwort erklärt. Anhang D enthält ein alphabetisches Register zum leichten Auffinden eines Begriffs.
Allgemein ist das sichtbare Licht, das hier einfach Licht genannt werden soll, eine elektromagnetische Strahlung. Die Wahrnehmung dieser Strahlung wird, vornehmlich durch das Auge, als Helligkeit empfunden. Diese Wahrnehmung heißt sehen.
2 Photo... (griechisch, für Licht, licht...)
(1) Photo... ist eine Vorsilbe bei Begriffen, die mit Licht im Zusammenhang stehen. In vielen dieser Fälle kann daher Photo... mit Licht... gleichgesetzt werden.
(2) Photo wird allgemein als Kurzform für ein auf fotografischem Wege erzeugtes Bild verwendet, zum Beispiel in „Zeig mir bitte Deine Photos“.
(3) Im modernen deutschen Sprachgebrauch außer in Wissenschaft und Technik wird Photo... häufig durch Foto... ersetzt, wie in Fotograf, Fotografie, Fotoapparat, Fototasche und anderen einschlägigen Begriffen.
3 Fotografie (Photographie)
Fotografie bedeutet ganz allgemein die Technik, mit Licht zu schreiben.
4 Lichtgeschwindigkeit
Die Geschwindigkeit, mit der sich Licht ausbreitet, wird Lichtgeschwindigkeit genannt und mit c bezeichnet. Im Vakuum gilt für alle Frequenzen, auch für die der unsichtbaren elektromagnetischen Strahlung, c ≈ 3 x 108 m/s. Die Lichtgeschwindigkeit in Luft weicht davon nur unerheblich ab, sie ist etwa 0,03% geringer als im Vakuum, weshalb auch die Wellenlängen in Luft und Vakuum praktisch gleich groß sind.
Anmerkung 1 - Ein Jahr hat 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 Sekunden. Wird dies mit der Licht-geschwindigkeit c multipliziert, so ergibt sich die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Diese Strecke beträgt 9,5 x 1015 m oder rund 1013 km. Sie wird mit Lichtjahr bezeichnet. Ein Lichtjahr ist also keine Zeiteinheit, sondern ein Maß für eine kosmische Entfernung.
5 Frequenz
Die Zahl der Schwingungen, die das Licht und allgemein jede elektromagnetischen Strahlung in der Sekunde ausübt, wird Frequenz genannt und in Hz (Hertz) gemessen. Sie ist diejenige Eigenschaft, die die typische Wirkung einer bestimmten elektromagnetischen Strahlung verursacht. Im Falle des Lichts, also der sichtbaren elektromagnetischen Strahlung, erzeugen unterschiedliche Frequenzen unterschiedliche Farbeindrücke im Auge. Das sichtbare Licht umfaßt den Bereich der Frequenzen von etwa 4 x 1014 Hz, Dunkelrot, bis 8 x 1014 Hz, Violett. Dazwischen liegen die Farben Rot, Gelb, Grün und Blau mit allen Übergängen von einer Farbe zur nächsten. So erscheint dem menschlichen Auge zum Beispiel Licht mit einer Frequenz von 540 x 1012 Hz als ein Grün ohne gelblichen und ohne bläulichen Stich.
6 Wellenlänge
Die Wellenlänge des Lichts ist der Quotient aus Lichtgeschwindigkeit c und seiner Frequenzf, l = c/f. Der Bereich der Wellenlänge des sichtbaren Lichtsin Luft oder Vakuum reicht von 380 nm, Violett, bis zu 750 nm, Dunkelrot. Die Wellenlänge des grünen Lichts beträgt 3 x 108/540 x 1012 = 0,555 x 10-6 m =
555 nm.
Anmerkung 2 - Es gilt 1 nm = 1 Nanometer = 10-9 m
= 0,000 000 001 m
7 Elektromagnetische Strahlung
Die folgende Tabelle 1 gibt einen Überblick über die verschiedenen Arten der elektromagnetischen Strahlung, wie sie in Technik und Wissenschaft auftreten beziehungsweise angewendet werden. Diese Arten unterscheiden sich physikalisch durch ihre Frequenz beziehungsweise Wellenlänge, technisch durch ihre Wirkung. Der Bereich der bekannten elektromagnetischen Strahlung reicht von einer Frequenz von etwa 3 000 Hz bis zu 3 x 1022 Hz. Die Frequenzen der sogenannten kosmischen Strahlung gehen noch weit darüber hinaus. Der Bereich des Lichts dagegen reicht nur von etwa 400x1012 Hz bis 800x1012 Hz. Licht nimmt also nur einen sehr kleinen Bruchteil des gesamten Spektrums der bekannten elektromagnetischen Strahlung ein.
8 Farbe
Allgemein ist Farbe ein subjektiver Begriff. Hier beschreibt Farbe den Eindruck, den Licht einer bestimmten Frequenz auf das menschliche Auge ausübt. Wird ein fester Körper auf Temperaturen deutlich über 1 000 °C erhitzt, so strahlt er Energie ab, die das menschliche Auge als Licht wahrnehmen kann. Die abgestrahlte Lichtenergie setzt sich aus einem kontinuierlichen Farbspektrum aller Frequenzen oder Farben des sichtbaren Lichtes zusammen und steigt mit zunehmender Temperatur des Strahlers an, das Licht wird also mit steigender Temperatur auch heller. Durch geeignete Maßnahmen kann dieses Licht in alle seine Farben zerlegt werden. Die Natur führt uns ein solches Schauspiel vor, wenn das schräg einfallende Sonnenlicht in eine Regenwand scheint, die mit ihren Wasswetröpfchen die Strahlen der Sonne in ihre Farbanteile zerlegt und in allen „Regenbogenfarben“ aufleuchten läßt.
Tabelle 1 - Elektromagnetische Strahlung
Stahlungsart Wellenlänge Frequenz
Hz
Radio-Langwellen 100 - 1 km 3x103 – 3x105
Radio-Mittelwellen 1 - 0,1 km 3x105 - 3x106
Radio-Kurzwellen 100 - 10 m 3x106 - 3x107
Ultrakurzwellen, UKW, TV 10 - 1 m 3x107 - 3x108
Dezimeterwellen, TV 10 - 1 dm 3x108 - 3x109
Radar 6 - 0,75 dm 5x108 - 4x1010
Infrarot 106 - 760 nm 3x1011 - 4x1014
Licht 750 - 380 nm 4x1014 - 8x1014
Ultraviolett 380 - 10 nm 8x1014 - 3x1016
- UVA 380 - 320 nm 8x1014 - 1015
- UVB 320 - 280 nm 1015 - 1,1x1015
- UVC < 280 nm > 1,1x1015
Röntgenstrahlen 0,3 - 0,003 nm 1018 - 1020
Gammastrahlen 0,03 - 10-5 nm 1019 - 3x1022
Kosmische Strahlen < 10-5 nm > 3x1022
9 Weißes Licht
Dem menschlichen Auge erscheint Licht, das die Anteile Rot, Grün und Blau zu etwa gleichen Teilen enthält, als weiß. Weißes Licht ist also ein Mischlicht. Das Tageslicht ist ein Beispiel für weißes Licht.
10 Farbspektrum
Wie in jedem Mittelstufe-Lehrbuch für Physik und in Konversationslexika nachzulesen, kann Weißes Licht in einem klassischen Versuch in seine Farben zerlegt werden. Dazu wird ein Spalt mit weißem Licht beleuchtet, zum Beispiel mit Sonnenlicht. Der aus dem Spalt austretende Strahl wird durch ein Glasprisma geführt, welches das Licht wegen der unterschiedlichen Brechungsindizes der verschiedenen Frequenzen in seine Farben zerlegt. Eine Sammellinse hinter dem Prisma projiziert das Bild des Spalts auf einen weißen Schirm, auf welchem die Farben des Farbspektrums des weißen Lichts erscheinen wie bei einem Regenbogen.
11 Schwarzer Körper
Um den Zusammenhang von der Temperatur eines strahlenden Körpers und der Farbzusammensetzung der von ihm abgestrahlten Lichtenergie zu beschreiben, wird ein so genannter idealer schwarzer Körper angenommen. Das ist ein Körper, der auftreffende Strahlung aller Wellenlängen vollständig absorbiert und überhaupt kein Licht reflektiert. Am besten läßt sich ein solcher Körper an dem Beispiel eines Gartengrills erklären, auf dem Holzkohlestücke zu einem Haufen geschichtet sind. Beim Betrachten solchen Haufens fällt sofort auf, daß die Stellen ganz im Innern zwischen den Kohlestücken besonders schwarz erscheinen. Wird der Haufen angezündet und erreicht einen glühenden Zustand, so fällt wiederum auf, daß die zuvor dunkelsten Stellen jetzt am hellsten leuchten. Diese Stellen kommen dem idealen schwarzen Körper sehr nahe.
12 Thermodynamische Temperatur
Die so genannte thermodynamische Temperatur ist eine der sieben Basisgrößen des Internationalen Einheitensystems (SI). Ihre Einheit ist das Kelvin (K). Daneben besteht die Einheit Grad Celsius (°C). Die Einheiten 1 K und 1 °C haben den gleichen Betrag, ihre Skalen sind jedoch so gegeneinander verschoben, daß
273,15 K = 0 °C
oder - 273,15 °C = 0 K
sind. In Gleichungen und Formeln, insbesondere in angewnandter Physik und Technik, wird jedoch ausschließlich mit der Einheit Kelvin gerechnet. Die Temperatur von 0 K wird auch als absoluter Nullpunkt bezeichnet. Sie ist die tiefste theoretisch denkbare und praktisch realisierbare Temperatur und beschreibt die Temperatur des Weltraums.
13 Farbtemperatur
Die Kenntnis der Farbtemperatur des Lichts ist für die Filmwahl erforderlich. Als Farbtemperatur eines Lichts bestimmter Zusammensetzung wird die thermodynamischeTemperatur des strahlenden schwarzen Körpers bezeichnet, der dieses Licht gerade aussendet. Die Farbtemperatur wird in Kelvin gemessen. Beträgt jetzt die Farbtemperatur einer Lichtquelle zum Beispiel gerade 5 500 K, so enthält das Licht etwa je ein Drittel Rot-, Grün- und Blauanteile und entspricht dem durchschnittlichen Tageslicht. Bei Erhöhung der Farbtemperatur der Lichtquelle nimmt der Blauanteil auf Kosten des Rotanteils zu und umgekehrt. Der Grünanteil bleibt mit etwa einem Drittel über den weiten Bereich von 2 000 K bis 10 000 K praktisch konstant. Nach Tabelle 2 beträgt der Rotanteil des Lichts einer Fotolampe etwa 50%, derjenige des blauen Himmels nur noch etwa 26% bis 28%. Tabelle 3 zeigt die Farbtemperaturen verschiedener Lichtquellen [1].
Tabelle 2 - Farbanteile
Lichtquelle Farbanteil
%
Rot Grün Blau
Wachskerze 77 17 6
Fotolampe 50 30 20
Tageslicht 33 33 34
Blauer Himmel 27 34 39
14 Lichtstärke
Die Lichtstärke ist eine der sieben Basisgrößen des Internationalen Einheitensystems (SI). Ihre Einheit ist die Candela (Betonung auf der zweiten Silbe). 1 Candela (cd) ist die Lichtstärke einer Strahlungsquelle, welche monochromatische Strahlung der Frequenz 540 x 1012 Hertz in eine bestimmte Richtung aussendet, in der die Strahlstärke 1/683 Watt durch Steradiant (sr) beträgt. Verständlicher ausgedrückt, beschreibt der Begriff der Lichtstärke den Lichtstrom, der von einer Lichtquelle in den Raumwinkel abgestrahlt wird. Lichtstärke ist also der Quotient aus Lichtstrom und Raumwinkel.
Anmerkung 3 - Steradiant ist ein Maß für den Raumwinkel. Das muß sich der Fotograf nicht unbedingt merken.
Tabelle 3 – Farbtemperaturen
Verschiedener Lichtquellen
Lichtquelle Temperatur
K
Kerze 2 000
Glühlampe 2 700
Opallampe 3 000
Halogen-Fotolampe 3 200
Kolbenblitz 4 000
Elektronenblitz 5 500
Direkte Sonne 5 500 - 6 000
Durchschnittliches 5 500
Tageslicht mittags
Bedeckter Himmel 7 000
Lichtbogenlampe 7 000 - 8 000
Blauer Himmel 8 000 - 12 000
15 Lichtstrom
Lichtstrom ist eine abgeleitete Größe des SI und ist das Produkt aus Lichtstärke und Raumwinkel. Die Einheit des Lichtstroms ist das Lumen (lm). 1 lm = 1 cd x 1 sr.
Anmerkung 4 - Der Lichtstrom erhöht sich, wenn zum Beispiel beim Betrachten eines Sterns der Raumwinkel vergrößert wird. Das geschieht durch Vergrößern des Durchmessers der Frontlinse eines Teleskops. Eine Verdopplung des Durchmessers ergibt den vierfachen Raumwinkel und damit auch den vierfachen Lichtstrom. Dies erklärt das ständige Bestreben der Astronomen nach Teleskopen mit immer größerem Durchmesser.
16 Leuchtdichte
Leuchtdichte ist eine abgeleitete SI-Größe und ist der Quotient aus Lichtstärke und (relativer) Fläche, gemessen in Candela/Quadratmeter (cd/m2). Wird mit einem Belichtungsmesser eine Objektmessung durchgeführt, so ergibt die vom Belichtungsmesser erkannte Lichtstärke des angemessenen Objekts bezogen auf seine Meßfläche gerade die Leuchtdichte am Ort des Belichtungsmessers. Entsprechend wird der Meßumfang eines Belichtungsmessers in cd/m2 angegeben.
17 Lichtmenge
Lichtmenge ist eine abgeleitete SI-Größe und ist das Produkt aus Lichtstrom und Zeit, gemessen in Lumen x Sekunde (lms).
18 Beleuchtungsstärke
Beleuchtungsstärke ist eine abgeleitete SI-Größe und ist der Quotient aus Lichtstrom und Fläche. Die Einheit der Beleuchtungsstärke ist das Lux (lx) mit 1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd x sr/m2. Beispiele für die Beleuchtungsstärke gibt Tabelle 4.
Tabelle 4 - Beleuchtung durch
unterschiedliche Lichtquellen
LichtquelleBeleuchtungsstärke
lx
Mond etwa 0,2
Autoscheinwerfer in 25 m 10 bis 25
Straßenbeleuchtung 10 bis 20
Wohnraumbeleuchtung 100 bis 200
Beleuchtung zum Lesen 300
Beleuchtung am Arbeitsplatz 1 000 bis 4 000
Indirektes Sonnenlicht 2 000 bis 10 000
Direktes Sonnenlicht 70 000 bis 100 000
19 Belichtung
Belichtung ist eine abgeleitete SI-Größe und ist das Produkt aus Beleuchtungsstärke und Zeit, gemessen in Lux x Sekunde (lx s).
20 Photodetektor
Ein Photodetektor ist eine elektronische Komponente, die auftreffende elektromagnetische Strahlung im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich in eine elektrische Anzeige umwandelt. Ein Photodetektor ist daher ein Bauteil der Opto-Elektronik. Je nach Art des optisch aktiven Elements benötigen Photodetektoren eine zusätzlich angelegte Batteriespannung oder kommen ohne diese aus, wie das gute, alte Selen-Photoelement. Für das Folgende und insbesondere für die Fotografie weniger wichtig sind Photodetektoren mit indirekter Signalumwandlung, die zumeist auf thermischen Effekten beruhen wie zum Beispiel Bolometer, Thermoelement, pyroelektrischer Detektor, Golay-Zelle und allgemein thermische Photodetektoren. Die folgende Liste zeigt die für den Fotografen wichtigen Photodetektoren, die auf dem so genannten inneren Photoeffekt beruhen und auch als Quanten-Photodetektoren bezeichnet werden. Die Empfindlichkeit dieser Bauelemente ist von der Bauart und besonders von der Wellenlänge abhängig.
21 Innerer Photoeffekt
Der innere Photo- oder lichtelektrische Effekt beruht auf der Tatsache, daß gewisse Kristalle, die sich im Dunkeln wie gute elektrische Isolatoren verhalten, bei Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen, also hier mit Licht, vorerst fest gebundene Elektronen teilweise freisetzen, die durch ihre damit gewonnene Beweglichkeit zu einer geringen Leitfähigkeit des Kristalls führen. Es wird unterschieden zwischen
a) Photoleitfähigkeitsdetektoren, nämlich
- der Halbleiter-Photozelle
- und dem Photowiderstand
und
b) Sperrschicht-Photodetektoren, nämlich
- der Photodiode,
- dem Phototransistor
- und dem Photothyristor.
22 Äußerer Photoeffekt
In diesem Zusammenhang weniger wichtig sind Photodetektoren, die auf dem so genannten äußeren Photoeffekt beruhen und als photoemissive Photodetektoren bezeichnet werden. Dies sind zum Beispiel Bildwandler, Photokathoden, Photozellen und Sekundärelektronen-Vervielfacher (Photomultiplier). Sie beruhen auf der Wechselwirkung von Lichtquant mit Elektron und haben für den Amateurfotografen keine praktische Bedeutung.
23 Photoelement
Siehe hierzu Halbleiter-Photoelement.
24 Halbleiter-Photoelement
Ein Halbleiter-Photoelement ist ein Photodetektor, der zum Beispiel in elektronischen Belichtungs-messern und physikalischen Photometern verwendet wird.
Anmerkung 5 - Diese Begriffszuordnung ist in der Literatur jedoch keineswegs so eindeutig. Unter Halbleiter-Photoelement wird gelegentlich einschränkend ein Photodetektor verstanden, der keine zusätzliche Batteriespannung erfordert.
25 Halbleiter-Photozelle
Eine Halbleiter-Photozelle ist ein Halbleiter-Photoelement, das bei Lichteinwirkung ohne zusätzliche Batteriespannung einen elektrischen Strom liefert, der zum Beispiel einen Ausschlag eines Galvanometers bewirken kann.
Anmerkung 6 - Die Solarzelle oder Sonnenzelle ist eine Halbleiter-Photozelle in großflächiger Ausführung zur Umwandlung der Strahlungsleistung der Sonne in elektrische Leistung.
26 Selen-Photoelement
Das Selen-Photoelement, gelegentlich auch als Selenzelle bezeichnet, gilt als klassische Halbleiter-Photozelle für Belichtungsmesser. Es fand für diesen Zweck früher weite Verbreitung, wird aber auch heute noch in einfach ausgestatteten und preiswerten Belichtungsmessern angeboten und von Puristen bevorzugt. Der Vorteil des Selen-Photoelements liegt in seiner einfachen Bauart und Robustheit sowie der Tatsache, daß keine Batteriespannung erforderlich ist.
Ein Selen-Photoelement besteht aus einem Substrat aus einem Metallblech, das mit einer dünnen Selenschicht versehen ist. Darauf wird, zum Beispiel durch Aufdampfen im Vakuum, eine Cadmiumschicht gebracht, die so dünn ist, daß sie noch lichtdurchlässig bleibt. Zwischen beiden Schichten entsteht eine elektrische Spannung, wenn die Selenschicht durch die Cadmiumschicht hindurch beleuchtet wird. Die Spannung kann zwischen dem metallischen Substrat und einer Metallisierung auf dem Rand der Cadmiumschicht abgegriffen werden. Um wirksame Ströme zu erzeugen, sind Flächen von 4 bis 10 cm2 erforderlich. Die Oberfläche des Selen-Photoelements wird dabei mit einer Wabenlinse versehen, um den Meßwinkel zu begrenzen. Die Größe der Meßfläche verhindert es gewöhnlich dennoch, mit dem Selen-Photoelement sehr kleine Meßwinkel zu erzielen.
Bild 1 zeigt die relative spektrale Empfindlichkeit von zwei Halbleiter-Photoelementen. Die Kurve für das Selen-Photoelement nähert sich weitgehend der Kurve für die releative spektrale Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges nach Bild 2 an.
Relative spektrale
Empfindlichkeit
des Photoelements
1,00 o
0,95 oo
0,90 oo 1 +
0,85 oo +
0,80 oo +
0,75 o +
0,70 o + o
0,65 o + o
0,60 o + o
0,55 o + o
0,50 + o
0,45 + o
0,40 + o
0,35 + o
0,30 + o
0,25 o
0,20 o 2
0,15 o
0,10 Kurve 1 – Silicium-Photodiode o
0,05 Kurve 2 – Selen-Photoelement o
0 o
400 500 600 nm 700
Wellenlänge
Bild 1 - Relative spektrale Empfindlichkeit
gebräuchlicher Photoelemente
27 Photowiderstand
Der Photowiderstand gehört zu den Photoelementen, die eine zusätzliche Batteriespannung erfordern. Seine Wirkung beruht auf der Änderung der Leitfähigkeit einer Halbleiterschicht, wenn diese beleuchtet wird. Ein Photowiderstand besteht aus einem Substrat aus einem geeigneten Isolierstoff, dessen Oberfläche mit einer dünnen Schicht eines Halbleiters versehen ist, der zum Beispiel aufgedampft, aufgesprüht oder chemisch aufgetragen wird. Als Halbleiter sind Blei- oder Cadmiumselenid (Selenzelle), Bleisulfid (Bleisulfidzelle), Bleitellurid und vor allem Cadmiumsulfid für Belichtungsmesser gebräuchlich (Cadmiumsulfidzelle). Da der Photowiderstand den von einer Batterie gelieferten Strom steuert, kann mittels Transistor-Verstärker genügend große Leistung für hohe Empfindlichkeit auch bei sehr kleinen Meßwinkeln erreicht werden.
Relative spektrale
Hellempfindlichkeit des
menschlichen Auges
1,00 o
0,95 oo
0,90 oo
0,85 oo
0,80 oo
0,75 oo
0,70 oo
0,65 oo
0,60 oo
0,55 oo
0,50 oo
0,45 oo
0,40 oo
0,35 oo
0,30 oo
0,25 oo
0,20 oo
0,15 oo
0,10 oo
0,05 oo
0 oo
400 500 600 nm 700
Wellenlänge
Bild 2 - Relative spektrale Hellempfindlichkeit
des menschlichen Auges für Tagsehen
28 Selenzelle
Die Selenzelle besteht aus Cadmiumselenid und ist nicht zu verwechseln mit dem Selen-Photoelement. Sie stellt den ältesten bekannten Photowiderstand dar und wurde vorwiegend in Belichtungsmessern der ersten batteriebetriebenen Generation verwendet.
29 Cadmiumsulfidzelle
Cadmiumsulfidzellen haben die Selenzellen verdrängt und sind heute gebräuchliche Photoelemente in preiswerten bis anspruchsvollen Belichtungs-messern. Cadmiumsulfidzellen haben einen größeren spektralen Ansprechbereich als Selenzellen. Sie sind jedoch kälte- und blendempfindlich. In der Kälte werden sie sehr träge, und nach starker Blendung, zum Beispiel durch direktes Sonnenlicht, kann es mehrere Stunden dauern, bis sie sich erholt haben und wieder einsatzfähig sind. Cadmiumsulfidzellen sprechen träge an und sind daher für Innen- beziehungsweise TTL-Messung in Kameras sowie für Blitzbelichtungsmesser ungeeignet.
30 Sperrschicht-Photodetektor
Sperrschicht-Photodetektoren sind Photodioden, deren Wirkungsweise darauf beruht, daß sie bei Bestrahlung mit Licht eine geringe Leitfähigkeit in Sperr-Richtung aufweisen.
31 Photodiode
Die Photodiode ist eine Halbleiterdiode. Sie ist ein Beispiel für einen Sperrschicht-Photodetektor. Die Photodiode läßt, wie alle Dioden, bei angelegter Batteriespannung nur Strom in einer Richtung fließen. Wird sie jedoch mit Licht bestrahlt, so fließt bei entsprechend angelegter Batteriespannung auch in Sperr-Richtung ein geringer Strom. Dieser Sperrstrom dient zum Nachweis der vorliegenden Belichtung. Naturgemäß ist zum Betrieb der Photodiode eine Batteriespannung erforderlich. Photodioden sprechen völlig trägheitslos an, ihr Anwendungsbereich geht daher deutlich über denjenigen der Cadmiumsulfid-zelle hinaus. Neuzeitliche Belichtungsmeßsysteme beruhen daher auf der Belichtungsmessung mittels Photodiode.
32 Silizium-Photodiode
Als modernes Photoelement hat sich die Silizium-Photodiode weitgehend durchgesetzt. Im Gegensatz zur Cadmiumsulfidzelle reagiert sie trägheitslos. Sie deckt den Ansprechbereich der Cadmiumsulfidzelle ab und ist darüber hinaus auch im Infrarotbereich besonders empfindlich. Wegen der trägheitslosen Ansprechempfindlichkeit ist sie ein wichtiges Bauteil für Blitzbelichtungsmesser und für Kamera-Belichtungs-messer zur Steuerung von Kameraverschluß und ‑blende (TTL-Messung). Die Kurve für die spektrale Empfindlichkeit der Silizium-Photodiode ist in Bild 1 darstellt. Diese Kurve zeigt deutlich, daß zur Angleichung an die relative spektrale Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges nach Bild 2 eine Filterung mit einem gewöhnlich im Bauteil integrierten Blaufilter erforderlich ist. Daraus ergibt sich der englische Begriff silicon blue cell (sbc). Substitute für die Silizium-Photodiode sind Gallium-arsenid-, Galliumphosphid- und andere Dioden. Siehe hierzu Anhang A. Streulicht-geschützte und auf die Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges abgestimmte Silizium-Photodioden (sbc) sind heute Standard in allen hochwertigen Belichtungsmeßsystemen, vor allem auch Blitzbelichtungsmessern und werden unter anderem auch in Kameras wie zum Beispiel der Leica M6 und den gängigen Leica R-Modellen verwendet.
33 Photometrie
Der Begriff Photometrie beschreibt das Arbeitsgebiet der Lichttechnik, insbesondere die Definition und Messung lichttechnischer Größen wie Lichtstärke, Lichtstrom, Beleuchtungsstärke, Leuchtdichte und Belichtung. Die Photometrie vergleicht die energetischen Strahlungsgrößen mit der relativen spektralen Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges nach Bild 2. Ist das Auge eines Normal-beobachters der Lichtempfänger, so handelt es sich um visuelle Photometrie, im Falle eines lichtelektrischen Empfängers um physikalische Photometrie.
34 Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges
Bild 2 zeigt die international genormte Kurve der relativen spektralen Hellempfindlichkeit des mensch-lichen Auges für Tagsehen. Sie ist Grundlage der Photometrie.
35 Photometer
Ein Photometer ist ein Photodetektor, der zur Messung bestimmter photometrischer Größen oder für fotografische Zwecke geeignet ist. Ein Photometer wird gewöhnlich auf die relative spektrale Hellempfind-lichkeit des menschlichen Auges nach Bild 2 kalibriert.
36 Physikalisches Photometer
Ein physikalisches Photometer verwendet als Lichtempfänger ein opto-elektronisches Bauteil. Im weiteren Sinne sind auch Belichtungsmesser den physikalischen Photometern zuzurechnen.
37 Fotolichtquelle
Als Fotolichtquelle eignen sich das Tageslicht, das Kunstlicht geeigneter Lichtquellen, zum Beispiel elektrischer Lampen, und das von Blitzgeräten ausgesandte Blitzlicht, siehe hierzu auch Tabelle 3.
38 Dauerlicht
Als Dauerlicht wird das Licht bezeichnet, das als Tageslicht oder zum Beispiel als mit elektrischen Lampen erzeugtes Kunstlicht für die fotografische Aufnahme über einen längeren Zeitraum mit einer gewissen Gleichmäßigkeit zur Verfügung steht.
39 Tageslicht
Tageslicht ist das durch die Sonnenstrahlung direkt oder indirekt erzeugte natürliche Licht, siehe hierzu auch Tabelle 3.
40 Kunstlicht
Von der Talgkerze und Ähnlichem abgesehen, wird Kunstlicht als Hilfsmittel der Fotografie in der Form von Dauerlicht vorwiegend mit elektrischen Lampen und in der Form von Blitzlicht mit den Entladungslampen elektronischer Blitzgeräte erzeugt.
41 Elektrische LampenMit der Einführung der Halogenlampen sind Fotoleuchten mit hoher Leistung für Studio-, Makro-,
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