nicht glauben, sondern mal rechnen!
Hallo,
Trotzdem ist die Leuchtdichte bei
Hochdruck-Gasentladungslampen noch immens viel höher (z. B. Xenonlampe)
Natürlich gab es lange auch andere Lichtquellen mit sehr hoher Leuchtdichte, die potentiell gefährlich für die Augen sein können.
Nur waren diese in der Regel so eingesetzt, dass sich für normale Menschen kein Gefährdungspotential ergab, weil man das Auge nicht so dicht an die Lichtquelle heran bekommt oder weil die Stelle, wo die Lichtquelle arbeitet gar nicht erreichbar ist.
Z.B. in die Objektive von Kinoprojektoren mit Leistungen im kW-Bereich sollte man sicher nicht direkt hinein sehen. Aber außer dem Vorführpersonal kommt da eh niemand ran und das Personal selber bekommt eine Arbeitsschutzbelehrung und gut is’ses.
und selbst gewöhnliche Niedervolt-Halogenlampenübertreffen hier jene der LED noch.
Dass du dich da mal nicht irrst.
Einmal werden Halogenlampen sauheiß. Freiwillig geht man da nicht so dicht ran.
Dann hat man einen Glaskolben drum herum und in der Regel noch einen Reflektor.
Da kommt man bei üblichen Lampenkonstruktionen praktisch gar nicht so dicht heran, dass man so gefährliche Leistungsdichten erreicht. Aber im Abstand von paar cm. ist die bestrahlte Fläche schon so groß, dass man mit der Strahlungsdichte gar nicht mehr sehr hoch ist. Bei 5cm Abstand von einem Glühfaden ist die umliegende Kugeloberfläche schon über 300 cm² groß. Bei einer 50W-Lampe werden angenommen ca. 40W als Licht incl. IR abgestrahlt. Das macht also ca. 130mW/cm² (Spitzenwerte infolge Inhomogenitäten etwas höher).
Für die Augenempfindlichkeit spielt hier aber primär die Leuchtdichte auf der Netzhaut eine Rolle.
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Die Glühwendel von einer solchen Lampe ist rel. groß. Die Abbildung auf der Netzhaut wäre bei scharfer Abbildung also auch viel größer als bei LED-Chips, die nur ca. 2mm Kantenlänge haben.
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Bei solch kurzem Abstand und unter den Beleuchtungsverhältnissen kann die Wendel auch gar nicht fokussiert werden. Die Abbildung bleibt eh unscharf.
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Das ferne IR-Licht (Wärmestrahlung) wird zum großen Teil im Glas und im Auge absorbiert und wirkt nicht direkt auf der Netzhaut. Genaue Zahlen kann ich hier nicht nennen, aber eine Annahme dass höchstens 60% als Strahlung auf der Netzhaut ankommen will ich mal als Arbeitshypothese nehmen.
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Die große Helligkeit führt normal dazu, dass sich die Pupillen auf ein Minimum schließen (unter 2mm). Die aktive Einfallsfläche ist dann ca. 4mm² = 0,04cm².
Alles in allem bleibt eine Lichtleistung in der Größenordnung unter ca. 3mW, die ins Augen fallen kann und auf der Netzhaut wegen dem großen Raumwinkel der Wendelabbildung eben recht groß abgebildet wird.
Dagegen die Werte für Laserklasse 2 als Vergleich:
-> Max. 1mW auf einer Blende von 7mm Durchmesser,
Hier muß man auch annehmen, das der kollimierte Strahl im Dunkeln bei max. geöffneter Pupille zufällig ins Auge fällt. Der Lidschlußreflex soll dann weiteren Einfall von Licht verhindern.
Das Gefährliche hierbei ist die Tatsache, dass kollimiertes Laserlicht sehr parallel einfällt und die Augenlinsen das Licht bei Fokussierung auf unendlich perfekt auf einen winzigen Fleck auf der Netzhaut abbilden. Dort wird dann die verträgliche Leistungsdichte schnell überschritten.
Bei Sonnenlicht hat man übrigens ca. 1000W/m² = 10W/dm² = 100mW/cm² = 1mW/mm²
Da kämen bei 2mm Pupillenöffnung immerhin auch ca. 4mW Lichtleistung ins Auge,
aber da die Sonne einen sehr kleinen Raumwinkel einnimmt und die Lichtstrahlen annähernd parallel einfallen, ist Abbildung auf der Netzhaut viel kleiner als bei einer Glühwendel in sehr kurzem Abstand. Also auch Augengefährlich.
Als Mutptobe länger die Sonne schauen ist also nicht zu empehlen!
Ich denke, bei LEDs ohne bündelnde Optik (so z. B.:
http://image.architonic.com/img_pro2-1/118/3947/led-…)
ist deshalb fast keine Gefahr anzunehmen,
Jein, man kann sich diese Dinger quasi dicht vor die Pupille halten.
Weil die oft in Bastlerhände geraten, keine Fassung in einer Lampe benötigen und keinen Abstand erzwingende Glaskolben oder Lampenschirm brauchen und mit paar Drähten an Schutzkleinspannung jederzeit auch in Kinderhände kommen können,
kann man hier diverse Annahmen wir oben bei herkömmlichen Lampen nicht machen.
Die Leuchtdichten auf den Chips sind aber doch etwa gleich, wie bei HP-LED.
Da geht man eh an das physikalisch bzw. technologisch machbare.
Nur der Chip ist bei kleineren LED-Typen eben auch kleiner, was aber bei sehr geringen Abstand zur Pupille evtl. keine so große Rolle mehr spielt.
hingegen bei den Standardtypen mit hohen Lichtausbeuten
(http://www.growlightsolutions.com/wp-content/uploads…)
Das halte ich für eher unkritisch, weil das LED mit üblichen Nennstrom 20mA sind.
Da werden also angenommen 3V x 20mA = 60mW umgesetzt.
Nimmt man einen Spitzenwirkungsgrad von 30% für weiße LED, bleiben ca. 20mW
Lichtleistung auf 5mm Durchmesser. Macht ca. 1mW/mm.
Auch hier kann das Auge bei extrem kurzem Abstand nicht fokussieren.
Ist grenzwertig, aber noch nicht ganz so kritisch.
Der Chip im Inneren hat ja auch nur ca. 0,1…0,2mm Kantenlange.
Mit solchen LED in einer Taschenalampe und einem Schutzglas davor mit paar mm Abstand bekommt man noch etwas ungefährlichere Werte.
und bündelnden High Power LEDs
(http://www.elecfreaks.com/store/images/LED_High_Powe…)
schon eher, das aber auch nur, wenn sich davor kein streuend
wirkendes Medium mehr befindet, also bei Spot-Leuchtmitteln…
Auch hier sind im Abstand von paar cm keine so gefährlichen Leistungsdichten mehr zu erwarten, aber im Nahbereich haben die schon enorme Werte.
LED-Chips mit bis zu 10W Leistung bei einem Spitzenwirkungsgrad von 30% bringen immerhin ca. 3W reine Lichtleistung vom Chip.
Im Abstand von 2 cm wird etwa eine Fläche von 5cm² beleuchtet.
das macht dann schon etwa 600mW/cm² = 6mW/mm².
Dichter dran wird es noch höher!
Bei einem Linsendurchmesser von ca. 5mm werden Leistungsdichten an dieser Grenzfläche von ca. 20mW/mm² erreicht.
Das ist dann tatsächlich nicht mehr verträglich fürs Auge, selbst wenn die Abbildung auf die Netzhaut unscharf und recht groß sein wird
Gruß Uwi
