Kunstlicht

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"Die Spaziergänger, die sich gestern Abend gegen neun Uhr in der Umgebung des Chateau Beaujou aufhielten, wurden plötzlich von einer Lichtflut überschwemmt, die so hell wie die Sonne war. Tatsächlich hätte man annehmen können, die Sonne sei aufgegangen." So berichtete eine französische Zeitung 1855 über eine öffentliche Beleuchtungsaktion in Lyon.

Die Lichtbogenlampe

Zeichnung von Sir Humphrey Davy

Sir Humphrey Davy - der Erfinder der Lichtbogenlampe

Der Erfinder dieses den Bürgern von Lyon bis dahin unbekannten hellen Abendvergnügens war Sir Humphrey Davy (1778-1829), Professor und Forscher an der Royal Institution in London.

Davy machte sich Beobachtungen aus der Elektrizitätsforschung zu nutze: An den Elektroden der gerade entdeckten Voltasäulen, den Batterien, entstanden leuchtende Funkentladungen. Durch die Ionisierung, also die elektrische Ladung der Luft, erscheint ein Lichtbogen zwischen zwei getrennten Elektroden. Anfang des frühen 19. Jahrhunderts bestanden die Elektroden aus Holzstäbchen. Den Strom lieferten die Vorläufer heutiger Batterien, die sogenannten "Voltasäulen".

Lange hielten diese Lampen nicht. Die Batterien entluden sich ebenso schnell wie die Holzstäbchen verbrannten. Doch Sir Davy und seine Mitforscher gaben nicht auf. Bald verwendeten sie Kohlestifte und größere Batterien. 1841 wurde der Place de la Concorde in Paris mit Lichtbogenlampen illuminiert, 1849 St. Petersburg. Opern und Theater setzten neue Lichtakzente, Baustellen wurden erleuchtet. 1859 wurde die Rheinbrücke bei Kehl unter nächtlichem Bogenlicht erbaut.

Erst die Weiterentwicklung der Bogenlampe durch Archereau und Friedrich von Hefner-Alteneck jedoch führte zu ihrer weiteren Verbreitung. Sie schafften es, die abgebrannten Kohlestifte automatisch nachzuführen und ihre Länge an die jeweilige Spannung der Batterie anzupassen.

Außerdem wurden neue elektrische Systeme entwickelt, Generatoren, Dynamomaschinen, die die Lampen speisen konnten. 1880 erstrahlte die Berliner Prachtstraße "Unter den Linden" in diesem Licht. In den USA wurde versucht, Städte mit Hilfe der Bogenlampen auf 50 bis 150 Metern hohen Lichttürmen zu lichtdurchfluteten Metropolen zu machen.

Die gute alte Gaslampe

Laternenanzünder in München

Laternenanzünder in München

Um genug Licht zu geben, mussten die Lampen allerdings sehr hoch montiert werden – und sie waren gleißend hell. "Die Beleuchtung eines Albtraums", stöhnte der Roman-Autor Robert Louis Stevenson, "in ihm lassen sich nur Morde und öffentliche Verbrechen vorstellen, oder die Räume von Irrenanstalten."

Das war nicht der einzige Nachteil der Bogenlampe. Ihr helles Licht taugte nur für große Plätze, die gute Stube wäre damit hoffnungslos überstrahlt gewesen. Es gab kein zentrales Versorgungssystem, an das die Lampen angeschlossen werden konnten. Die Lichtbogenlampe war Prestigebeleuchtung für die Reichen. Die breite Akzeptanz in der Bevölkerung blieb ihr verwehrt, die nach wie vor das Gas nutzte.

Die erste Gasbeleuchtung kam aus England. Anfang des 19. Jahrhunderts hatten dort Betriebe Gasbeleuchtung eingeführt, um die Arbeitszeiten zu verlängern. Zuerst bestanden die Lampen nur aus einem Strahl brennenden Gases.

Später verbesserte man die Helligkeit, in dem man einen "Strumpf", ein feinmaschiges Netz, über die Flamme legte, durch das das Gas strömte, das sich dann oberhalb des Strumpfes entzündete und ein helles Licht verströmte. Entscheidend aber für die Verbreitung der Gaslampe war die Idee, Gas, ähnlich wie die Wasserversorgung, über ein Leitungssystem von einer zentralen Versorgungsstelle aus zu liefern.

In den 1820er Jahren entstanden erste Gaswerke auch in Deutschland. Im ausgehenden 19. Jahrhundert hatte Gas fast überall Petroleum- und Öllampen abgelöst. Allerdings hatten die Gaslampen auch Nachteile. Immer wieder kam es zu Unfällen durch undichte Leitungen und Gasexplosionen. Viele Menschen starben an ausströmendem Gas.

Die Glühbirne

Thomas Alva Edison hält eine Glühbirne.

Thomas Alva Edison

Ein perfektes Beleuchtungssystem gab es im 19. Jahrhundert also noch nicht. Die Lichtbogenlampe war zu hell und zu teuer, Gas dafür nicht ungefährlich. Im September 1878 verkündete der amerikanische Multi-Erfinder Thomas Alva Edison auf einer Lichtweltausstellung stolz, er würde eine Lampe schaffen, die sicher und billig wäre und die ein warmes, mildes Licht abgeben würde. Am 21. Oktober 1879 war es soweit: Thomas Alva Edison präsentierte die elektrische Glühbirne.

Zeitgleich mit ihm bastelten viele Forscher an ähnlichen Patenten. 1854 hatte der deutschstämmige Uhrmacher und Optiker Heinrich Göbel bereits eine Glühlampe erfunden. Sie funktionierte mit Leuchtfäden aus Bambuskohle, die er in eine luftleere Flasche einschmolz. Nur leider vergaß er, sie zum Patent anzumelden.

So erntete Thomas Alva Edison den Ruhm. In langer Tüftelei hatte er über 6000 Materialien aus aller Welt als Glühfaden getestet: Platin, Kupfer, verkohltes Papier, Baumwolle, Flachs, und mehr.

Dann endlich hatte er das richtige gefunden: den Kohlefaden. "Endlich war es uns gelungen, aus einer ganzen Garnrolle einen einzigen Faden herzustellen.", erinnerte sich Edison später. "Er wurde in die Glasbirne eingesetzt, diese wurde ausgepumpt und zugeschmolzen, dann schalteten wir den Strom ein, setzten uns nieder und betrachteten unsere Lampe. Sie leuchtete auf und brannte 40 Stunden". Die erste Glühbirne wurde am 1. November 1879 patentiert.

Der Siegeszug der Glühbirne

Sein britischer Konkurrent Joseph Swan war ihm dicht auf den Fersen, ihm gelang jedoch nicht, was Edison geschafft hatte: den Glaskolben sauber zu evakuieren, ihm die Luft abzusaugen. Außerdem war Thomas Alva Edison ein hervorragender Geschäftsmann, Stratege und Vermarkter.

Die ersten Glühbirnen wurden in seiner eigens dafür gegründeten Firma im Edison-Forschungslabor Manlo-Park, New Jersey, noch mühsam von Hand in 200 Arbeitsgängen hergestellt. Das war teuer: 2,50 Dollar kosteten die neuen Leuchten. Erst als der Preis gesenkt wurde, griffen immer mehr Leute zu. Und als die Haushalte in den größeren Städten an ein Stromnetz angeschlossen wurden, trat die Glühbirne endgültig ihren Siegszug als Lichtquelle Nummer eins an.

Die lichtemittierende Diode

Zwei weiße LED vor rotem Hintergrund.

Große Lichtausbeute bei geringem Energieverbrauch

Die LED (lichtemittierende Diode) ist die neue große Hoffnung der Lichtindustrie, und vielleicht ersetzt sie eines Tages sogar die Glühbirne. Sie verspricht große Lichtausbeute bei wesentlich geringerem Energieverbrauch. Das Prinzip der Leuchtdiode basiert auf Halbleiterverbindungen, die Strom direkt in Licht umwandeln.

Bereits 1962 bot General Electric die ersten LEDs an. Anfangs gab es nur rote LEDs. Erst zehn Jahre später konnten auch andere Farben wie grün, gelb oder orange entwickelt werden. Den meisten von uns dürften die ersten Taschenrechner mit ihren oft schlecht abzulesenden LED-Displays noch in Erinnerung sein.

Es dauerte noch bis in die 1990er Jahre des zwanzigsten Jahrhunderts, bis auch blaues Licht möglich war und damit endlich auch weißes Licht von LEDs produziert werden konnte. Denn weißes LED-Licht lässt sich nur durch die Kombination dreier Lichtfarben (in der Regel rot, grün, blau) und damit auch dreier einzelner LED-Chips herstellen.

Eine andere Möglichkeit: Eine blaue LED wird mittels einer internen Leuchtschicht, die einen Teil des blauen Lichts in gelbes Licht umwandelt, dazu gebracht alle Spektralanteile zu erzeugen, die für weißes Licht notwendig sind.

Aber noch sind weitere Hindernisse zu überwinden. Der guten Effizienz der LED stehen hohe Produktionskosten gegenüber. Um eine ähnlich hohe Leuchtsstärke wie die moderner Glühlampen zu erreichen, müssen eine große Anzahl LEDs gebündelt werden, was wieder die Kosten in die Höhe treibt.

Außerdem sind die großartigen Lebensdauerversprechungen der Hersteller noch nicht bewiesen. Es ist also noch ein weiter Weg, bis die LED tatsächlich die gute alte Glühlampe "in den Schatten stellt".

Autorin: Ute Heers

Stand: 07.06.2016, 10:22

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