Mit einem Fettfleckphotometer lassen sich auf einfache Weise unbekannte Leuchtstärken von Lichtquellen (z.B. LEDs) ermitteln. Der experimentelle Aufbau ist sehr simpel:

Sind nämlich die zwei Beleuchtungsstärken der beiden Lichtquellen am Ort des Papiers ident, so verschwindet scheinbar der Ölfleck. Dann gilt folgender Zusammenhang:

Kennt man die Leuchtstärke einer der beiden Lichtquellen, so kann man über die Distanzen d die unbekannte Leuchtstärke ermitteln. Für meinen Versuch verwende ich eine weiße LED mit 15000 mcd bei 20 mA.

Ich werde versuchen, die Leuchtstärken L dieser weißen LED in Abhängigkeit von der elektrischen Leistung P zu bestimmen und zu überprüfen, ob sich ein linearer Zusammenhang zwischen L und P ergibt. Desweiteren werde ich die Leuchtstärke L einer gewöhnlichen Glühbirne bei einer bestimmten Leistung P eruieren und dann zur Abschätzung der Effektivität L/P berechnen und mit dem Wert einer LED vergleichen. Dabei sollte die Glühbirne deutlich schlechter abschneiden.

Der mechanische Aufbau ist soweit fertig:

Die LEDs sind eingetroffen, also kann es bald weitergehen mit den ersten Messungen…

Hier der gesamte Messaufbau: Rechts und links die beiden Netzgeräte für die zwei LEDs. Beim rechten habe ich mittels Multimeter genau einen Strom von 20 mA eingestellt, was ja dann einer Leuchtstärke L1 von 15000 mcd entspricht. Der Abstand d1 betrug fix genau 10 cm. Mit dem linken Netzteil wurden unterschiedliche Stromstärken zwischen 2 und 20 mA eingestellt und dann die zweite LED soweit verschoben, bis der Fettfleck verschwindet. Aus den jeweiligen Abständen d2 habe ich die Leuchtstärke L2 berechnet und diese dann schlussendlich in einem Graph gegen die elektrische Leistung P = U · I aufgetragen. Man erhält einen einigermaßen linearen Zusammenhang zwischen L und P.

Das Netzteil für die genormte LED (15000 mcd bei 20 mA):

Der Strom durch die zweite LED wurde zwischen 2 und 20 mA eingestellt und dann über den Abstand d2 die jeweilige Leuchtstärke L2 bestimmt:

Hier ein zu geringer eingestellter Abstand der zweiten LED zum Fettfleck. Dieser erscheint noch zu hell:

Der Fall einer zu großen Distanz der zweiten LED, der Fettfleck erscheint dunkler als die Umgebung:

Bei einem richtig eingestellten Abstand d2 scheint der Fettfleck zu verschwinden. Mit dem Wert für d2 kann dann die Leuchtstärke L2 berechnet werden:

Zum Abschluss der einigermaßen lineare Zusammenhang zwischen Leuchtstärke L und elektrischer Leistung P:

Das Youtube-Video: