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Von W. Finkelnburg, Darmstadt

• Anmerkung : Von dem späteren Professor Dr. Finkelnburg ist hier im Fernsehmuseum sein Buch über den Lichtbogen vollständig veröffentlicht. Finkelnburg war bei der Erfoschung der deutschen Flugabwehrscheinwerfer, das waren extrem helle 15 KW Bogenlampen mit 1,5m Parabol-Spiegeln, an oberster Stelle im Reichskriegsministerium angesiedelt und von den Alliierten als besonders belastet eingestuft. Er durfte bis 1949 nicht mehr arbeiten.

Mit der Farbe des zur Aufnahmebeleuchtung wie besonders zur Filmprojektor, verwendeten Bogenlichts hat man sich anscheinend bisher nur wenig beschäftigt. Bekannt war natürlich, daß das Licht des Reinkohlebogenkraters ziemlich weiß, das des Beckbogens dagegen bläulich erscheint.

Es gibt auch Instrumente zur Messung der Farbtemperatur, die aber etwas kompliziert sind und wohl daher wenig angewandt werden, obwohl für die mit der Aufnahmebeleuchtung zusammenhängenden Fragen, besonders aber mit Rücksicht auf den kommenden Farbfilm die Frage nach der Farbe des Bogenlichts erhebliches Interesse gewinnen muß.

Wir haben deshalb die Frage mit einfachsten Mitteln angefaßt und dabei gefunden, daß die Farbe jedes Bogenlichts, die des Reinkohlebogens ebenso wie die des Beckbogens, erheblich von der Strombelastung der Anode abhängt.

Daraus folgt, daß z. B. die bekannte Bestimmung, daß Farbfilmkopien in ihrer Tönung auf Beckbogenlicht abgestellt werden sollen, nicht eindeutig ist ohne Angabe eines Zahlenwerts der Farbe, und daß auch eine Zahlenangabe nur Zweck hat, wenn sie leicht messend kontrolliert werden kann.

Schon aus diesen Bemerkungen dürfte hervorgehen, daß seitens der Technik ein allgemeines Interesse an einer Methode zur Messung der Lichtfarbe bestehen muß, wenn diese Methode allgemein anwendbar, d. h. einfach und leicht zu handhaben ist, und wenn sie ferner in jedem Laboratorium bzw. Theater reproduzierbare Zahlwerte für die Lichtfarbe ergibt.
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Auf Grund unserer Versuche schlagen wir als einfachst mögliches Maß für die Lichtfarbe in Anlehnung an ein lange bekanntes Verfahren der Astrophysik das Verhältnis des Blauanteils zum Rotanteil des Lichts, mit Standardfiltern gemessen, vor, und bezeichnen dieses Verhältnis als den Farbindex (F. I.) des betreffenden Lichts.

Der "F. I." wächst also mit zunehmendem Blauanteil des Lichts, er fällt mit wachsendem Rotgehalt. Der so definierte Farbindex ist bei rein kontinuierlich strahlenden Lichtquellen wie dem Reinkohlekrater direkt ein Maß für die Lichtfarbe und die Farbtemperatur, bei „grauen" Strahlern wie der Kohle indirekt sogar ein Maß für die wahre Kratertemperatur.

Der Beckbogen ist nun zwar keine kontinuierlich strahlende Lichtquelle, ist dieser aber wegen der gewaltigen Liniendichte in seinem Spektrum so ähnlich, daß der Farbindex auch beim Beckbogen ein gutes Maß für die Farbe und damit auch die Farbtemperatur darstellt.

Zur Messung des F. I. dient ein orthochromatisches Luxmeter von Zierold mit einem der mittleren Augenempfindlkhkeit angepaßten Filter-Photron-Element nach Dr. Dresler in Verbindung mit je einem Standard-Blau-und Rot-Filter; wir benutzen die Schott-Filter BG12 und RG1 in 2mm Stärke.

Die Filter sind (vgl. Bild 1) in der geeigneten Größe von 70x70mm nebeneinander vor dem Photoelement in einem Rahmen verschiebbar
angeordnet, wobei der Holzrahmen so am Halter des Photoelements angebracht ist, daß jeweils ein Filter die gesamte freie Fläche des Photoelements bedeckt.

Die Apparatur ist also höchst einfach, da zu dem wohl bei jeder interessierten Stelle vorhandenen Luxmeter nur die beiden Filter zu beschaffen sind.

Gemessen wird nun die Beleuchtungsstärke in dem auf einem Schirm abgebildeten Bogenkrater oder direkt auf der Film-Bildwand, und zwar nacheinander nach Filterung durch das Blau- und das Rotfilter. Das Verhältnis beider Ablesungen ist der Farbindex.

Mißt man also etwa durch das Blaufilter 27 Lux, durch das Rotfilter 12 Lux, so ist der F. I. = 27/122 = 0,22.
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Die Messung der Lichtfarbe mit dieser Methode ist also nicht schwieriger oder zeitraubender als die einfache Messung der Beleuchtungsstärke der Bildwand. Dabei ist die Genauigkeit der Meßmethode sehr hoch, weil der vom Instrument angezeigte Photostrom streng linear mit der vom Filter durchgelassenen Lichtmenge geht.

Über die Größe der F.I.-Werte des Bogenlichts im Vergleich zu anderem Licht sei folgendes gesagt. Der F.I. einer voll belasteten 1.000 Watt-Glühlampe beträgt 0,04.

Das Licht des normal belasteten, schön weiß erscheinenden Reinkohlekraters besitzt einen F.I. von 0,13; dieser Wert kommt also der Kohle bei einer Temperatur von etwa 4.000° abs. zu, während bei zu geringer Strombelastung der Anode der F.I. bis auf 0,08 absinken kann. Der Farbindex ist also auch ein gutes und sehr empfindliches Prüfmittel für den richtigen Betrieb der Bogenlampe.

Gewöhnliches Tageslicht (bei bedecktem Himmel) besitzt je nach den Bedingungen einen F.I. zwischen 0,18 und 0,22, im Mittel also 0,20. Der F.I. des bläulich erscheinenden üblichen Beckbogenlichts dagegen beträgt im normalen Belastungsbereich der Positivkohlen etwa 0,25 - 0,30; er kann bei zu geringer Belastung des Beckbogens bis unter 0,20 sinken, bei Überlastung andererseits leicht bis 0,40, in Extremfällen sogar bis 0,50 steigen.
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So zeigt als Ergebnis unserer Messungen Bild 2 den Verlauf des Farbindex für die normal mit 45-50 Amp. belastete 7 mm-Beckkohle RW Sola Effect 134T in einem sehr weiten Stromstärkebereich. Als Beispiel für die nur geringe, aber doch sehr deutlich ausgeprägte Farbänderung des Reinkohlekraters mit der Änderung der Belastung zeigt Bild 3 eine Meßreihe von F. I.-Werten des Kraters der 10 mm-Reinkohle RW Mira. Aus der geringen Streuung der einzelnen Meßpunkte geht hervor, daß der F.I. leicht auf ±3% genau gemessen werden kann.

Es sei noch erwähnt, daß der in Bild 3 dargestellte Anstieg des F.I. der Reinkohle unsere Feststellung von der Zunahme der Kratertemperatur mit der Belastung (W. Finkelnburg, Zeitschr. f. techn. Phys. 21 S. 311 1940) bestätigt und in Widerspruch steht zu der alten Behauptung der von der Belastung unabhängigen Temperatur und Leuchtdichte des Reinkohlekraters.
Die hier vorgeschlagene Messung des Farbindex als Maß der Bogenlichtfarbe ist also mit einfachsten Mitteln schnell und reproduzierbar auszuführen.

Der so gemessene F.I. ist nicht nur ein Maß für Farbe und Temperatur des Bogens, sondern auch ein empfindliches Kontrollmittel für den richtigen Betrieb von Bogenlampen. Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Ringsdorff-Werke K. G. in Mehlem-Rhein ausgeführt, denen auch an dieser Stelle unser Dank gesagt sei.
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