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sind unser fokus
02 Lichtfarben & Lichttemperatur
Wie funktioniert Licht?
Das elektromagnetische Spektrum stellt die gesamte Bandbreite an Strahlungsenergie dar. Die einzelnen Strahlen haben unterschiedliche Wellenlängen, welche in Nanometern gemessen werden. Eine Wellenlänge beschreibt hierbei den Abstand eines Wellenbergs zum Folgenden. Die Wellenlängen der Größen zwischen 380nm und 780nm beschreiben das Lichtspektrum. Dieser Wellenbereich ist also unser sichtbares Licht. Je nach Wellenlänge kann Licht in unterschiedlichen Farben wahrzunehmen sein. Kurzwelliges Licht ist hierbei Blau, während langwelliges Licht Rot strahlt. Jenseits von Rot trifft man auf das Infrarot und im weiteren Verlauf auf die Radiostrahlung. Auf der anderen Seite entwickelt sich violettes Licht zu Ultraviolettem Licht, was bereits zu Hautschädigungen führen kann. Hiernach folgt die nochmals energiereichere Röntgenstrahlung und zuletzt die gamma-Strahlung, deren Strahlungsenergie sogar tödlich ist. Bei der Bestimmung des Energiegehalts spielt zudem die Frequenz eine große Rolle. Diese beschreibt die Anzahl der ankommenden Wellenberge pro Sekunde. Je kleiner also die Wellenlänge (kurzwelliges Licht) desto höher die Frequenz und desto höher der Energiegehalt.
Lichtfarben &
Farbtemperatur
Bei Lichtfarben handelt es sich um die Eigenfarbe des von einer Lichtquelle reflektierten Lichtes. Diese Lichtfarbe, auch Farbtemperatur genannt, wird in Kelvin (K) gemessen. Unterscheiden werden die verschiedenen Wellenlängen des Lichts anhand von Farbtemperatur und Farbwiedergabe. Licht wird aus unterschiedlichen Spektralfarben zusammengesetzt, welche in Summe ein unterschiedliches weiß ergeben. Durch ein Prisma beispielsweise lässt sich weiß in unterschiedliche Spektralfarben zerlegen. Unterschieden wird grob zwischen drei Lichtfarben: Warmweiß (mit weniger als 3.300 Kelvin Farbtemperatur), Universalweiß (zwischen 3.300 und 5.300 Kelvin Farbtemperatur) und Tageslicht (mehr als 5.300 Kelvin Farbtemperatur).
Was ist blaues Licht?
Blaues Licht ist ein Teil des sichtbaren Lichts und hat Wellenlängen zwischen 380 und 500nm. Da es kurzwellig und sehr energiereich ist, wird es in der Atmosphäre stärker gestreut als anderes Licht, weshalb es nicht nur in Sonnenlicht sondern auch in künstlichen Lichtquellen vorhanden ist.
Der wesentliche Unterschied des blauen Lichts zum UV-Licht ist, dass das Blaulicht ungefiltert in das Auge bis hin zur Netzhaut dringen kann. Hier trifft es direkt auf den Bereich unseres schärfsten Sehens, dem gelben Fleck, auch Makula genannt. In diesem Bereich befindet sich auf einer Fläche von etwa 5mm2 95% aller Sehzellen. Diese sorgen nicht nur für Hell- und Dunkelsehen sondern auch für Schärfe und Farbe.
Gutes & schlechtes
Licht
Licht hemmt die Melatoninproduktion in der Zirbeldrüse, was zu Wachheit am Tag führt und maßgelblich für den Tag-Nacht-Rhytmus ist. Hierbei wirkt jedoch nur Licht der Wellenlängen 380nm bis 600nm der Melatoninproduktion entgegen, wobei kurzwelliges, blaues Licht (ca. 490 nm) durch seinen hohen Energiegehalt den größten Effekt erzielt. Je höher also der Blauanteil im Spektrum einer Lichtquelle, desto stärker die Hemmung der Melatoninproduktion. Eine Studie belegt zudem, dass Licht mit gesteigertem Blauanteil, beispielsweise durch eine tageslichtweiße LED, vor allem bei der Büroarbeit signifikant bessere Leistungsfähigkeit bewirkt (Viola et al., 2008). Zudem stellt man eine höhere Aufmerksamkeitsspanne und gesteigerte Konzentration fest.
Während diese positive Wirkung tagsüber erwünscht ist, sollten helle, künstliche LED-Quellen, wie auch in Bildschirmen von Computern, Handys und TV-Geräten, nachts gemieden werden. Denn durch diese wird unser Schlafrhythmus negativ beeinträchtigt. Der hohe Blaulichtanteil besagter Kunstlichtquellen kann auch hinsichtlich einer Netzhautschädigung zu einem Problem werden. Durch das „Starren“ auf beispielsweise ein Display, wird der natürlich Schutzreflex des Blinzelns unterdrückt beziehungsweise vergessen. Warmweiße Lichtquellen bieten gerade abends eine Alternative um die Augen zu schützen und zu entlasten. Einen zusätzlichen Lösungsansatz bieten Gläser mit Blaulicht filternder Funktion.
Wie sehen wir?
Bei Betrachtung eines Gegenstandes, treffen die vom Objekt reflektierten Lichtstrahlen auf unsere Hornhaut. Hier wird das Licht gebündelt und trifft dann auf die Iris. Die Pupille, die kreisförmige Öffnung der Iris verkleinert sich bei Helligkeit und weitet sich bei Dunkelheit. Hierdurch dringt das Licht und wird von der Linse weitergebündelt und gelangt anschließend auf die Netzhaut, auch Retina genannt. Hier befinden sich unsere Sehzellen. Diese gliedern sich in lichtempfindliche Zapfen, welche für das Farbsehen zuständig sind und Stäbchen, die für unsere Hell- und Dunkelwahrnehmung verantwortlich sind. Besagte Sehzellen setzen das Licht schließlich in Nervenimpulse um, welche über den Sehnerv ins Gehirn weitergeleitet werden. Das Resultat ist das Bild unseres Gegenstandes.
Die Netzhaut (Retina)
Unsere Netzhaut enthält die lichtempfindlichen Sinneszellen, auch Fotorezeptoren genannt. Diese wandeln Lichtphotonen in Nervenimpulse um. Es gibt zwei Arten von Fotorezeptoren – Stäbchen (Hell-Dunkel-Sehen) und Zapfen (Farben-Sehen). Das menschliche Auge besteht aus rund 126 Millionen Fotorezeptoren, welche man am dichtesten besiedelt auf der Makula, dem Zentrum des Sehens (Fovea centralis) auf der Netzhaut gegenüber der Linse findet. Unsere Netzhaut erfüllt vielseitige Funktionen: Sie wandelt wie bereits erwähnt Lichtphotonen in Nervenimpulse um, arbeitet diese Impulse und leitet dann die gefilterte Lichtinformation an das Gehirn weiter. Dieses große Verantwortungsspektrum der Netzhaut, kann durch Erkrankungen welche mit ihr im Zusammenhang stehen stark beeinträchtigt werden. Allem voraus geht hier vor allem die Makuladegeneration, welche unheilbar ist und ohne Maßnahmen in einem schleichenden Erblindungsprozess münden kann.
Der gelbe Fleck (Makula)
Der Gelbe Fleck, auch Makula genannt, befindet sich im hinteren, zentralen Areal der Netzhaut, durch welches die Sehachse verläuft. In besagtem Bereich befinden sich die farbempfindlichen Sehzellen, die Zapfen, in ihrer größten Dichte. Der Durchmesser des Bereiches des gelben Flecks beträgt bei einem erwachsenen Menschen etwa zwischen 3 und 5 mm2*. Der Bereich außerhalb der Makula ist von einer deutlich reduzierten Anzahl an Zapfen besiedelt. Hier beträgt das Verhältnis von Zapfen zu Stäbchen ca. 6:120 (1:20). Da die Makula unseren schärfsten Bereich des Sehens ausmacht, kann eine Verletzung oder Erkrankung dieser gravierende Auswirkungen auf unser Sehvermögen nach sich ziehen.
Die Reaktion der Licht-
wellen auf unsere Augen
Die Augenempfindlichkeit hängt von der Wellenlänge ab. Im Tageslicht scheint langwelliges Licht heller zu strahlen, während sich bei gedämmten Licht der Fokus auf kurzwelliges, blaues oder grünes Licht verschiebt. Je kurzwelliger, die Lichtstrahlung, desto mehr Energie kann gespeichert werden und desto schädlicher ist diese bei längerer Einwirkung vor allem auf das Auge. Durch das digitale Zeitalter sind wir dieser Quelle an schädlichem Blaulicht oder auch UV-Licht beispielsweise durch künstliche LED-Lichtquellen ausgesetzt. Diesen begegnen wir auch auf unseren Smartphone- und Computerscreens sowie bei dem Blick auf unser aktives TV-Gerät.
Risikofaktor Strahlung
Große Mengen an Sonnenlicht schaden bekannterweise der Haut. Doch auch das Auge ist durch Sonneneinstrahlung gefährdet. Nahezu die Hälfte der Sonnenstrahlen (ca. 47%) sind auf der Erde als sichtbares Licht wahrzunehmen. Circa 46% der Strahlung werden von der Sonne als Infrarotstrahlen aussandt und knapp 7% der Sonnenstrahlung treffen als ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) auf die Erde. Letztere grenzen mit einem Wellenbereich zwischen 100 und 400nm an den Bereich der ionisierenden Strahlung. Als ionisierende Strahlung bezeichnet man hierbei Teilchen- oder elektromagnetische Strahlung, welche Elektronen aus Atomen oder Molekülen entfernen kann (zumeist durch Stoßprozesse) und folglich positiv geladene Ionen oder Molekülreste bestehend bleiben.
Die ultraviolette Strahlung wird in UV-A- und UVB-Strahlung unterteilt. Hierbei sind UV-B-Strahlen energiereicher als UV-A-Strahlen, dringen jedoch nur bis in die Oberhaut ein. Eine übermäßige UV-B-Strahlung kann jedoch ebenfalls negative Folgen haben. Durch sie werden beispielsweise Sonnenbrände ausgelöst und die Schädigung der Zellen kann krebsauslösend sein. Die energieärmeren UVA-Strahlen dringen bis in die Lederhaut ein. Bei vermehrter Strahleneinwirkung können ebenfalls Sonnenbrände ausgelöst werden zudem könnte diese Art von Strahlung mitverantwortlich für die Entstehung von schwarzem Hautkrebs sein.
Strahlung wirkt sich nicht nur schädlich auf die Haut aus. Auch unsere Augen können durch nicht ausreichenden Schutz gefährdet sein. So dringen bis zu 66% der UVA- und circa. 55% der UVB-Strahlung durch die Hornhaut in das Augeninnere. Die Linse absorbiert hierbei einen Großteil der Strahlung. Etwa 1-2 % dieser Strahlung trifft nahezu ungehindert auf die Netzhaut und dort auf die Makula, dem Bereich unseres schärfsten Sehens. Besonders schädlich ist hierbei die langwellige UVA-Strahlung.