Biologische Wirksamkeit von Licht

Viele Menschen wissen nicht, dass ein auslösender Faktor für die sogenannte Winterdepression Lichtmangel ist. Licht ist biologisch wirksam und beeinflusst die biochemischen Prozesse in unserem Körper und damit auch unser seelisches Empfinden. Das legt nahe, dass sich die Stimmung auch mit künstlichem Licht aufhellen lässt.

Serotonin am Morgen vertreibt Kummer und Sorgen

Der Schlaf-Wach-Rhythmus des Menschen ist auf eine 24 Stunden Periode ausgelegt, die maßgeblich durch den Lichteinfall gesteuert wird. Dabei werden Hormone aktiviert und andere unterdrückt. So bewirkt Tageslicht am Morgen eine vermehrte Ausschüttung von Serotonin, was uns aktiviert und antreibt. Hingegen wird durch schummriges Licht in der Abenddämmerung die Ausschüttung von Serotonin unterdrückt und Melatonin produziert. Dies gilt als Schlafhormon des Menschen, entspannt und stimmt uns müde.

Die Sonne scheint selbst an einem bedeckten Tag mit einer Helligkeit von etwa 10.000 Lux, an einem Sommertag können es locker 300.000 Lux werden. Die Innenbeleuchtung von Räumen wirkt mit etwa 100 Lux eher spärlich. Kein Wunder, dass sie oft nicht ausreicht, um den Körper in den Wachzustand zu bringen bzw. diesen aufrechtzuerhalten.

Lichttherapie gegen Winterdepression

Therapielampe eingeschaltet

Eine eingeschaltete Therapielampe

Es gilt als gesichert, dass eine Lichttherapie, auch Lichtdusche genannt der Winterdepression entgegenwirken, ja sie sogar heilen kann. Dazu bedarf es einer Lampe, die möglichst im vollen Lichtspektrum strahlt und sich der Helligkeit von Tageslicht zumindest nähert. Laut Wikipedia ist eine Wirksamkeit bei einer Lampe mit 10.000 Lux bei halbstündiger Anwendung oder mit 2.500 Lux bei zweistündiger Anwendung nachgewiesen.

Am besten wirkt die Therapie, wenn sie direkt nach dem Aufwachen angewendet wird. Die Lampe scheint am besten von oben auf den Menschen herab, so trifft das Licht auf möglichst viele der Fotorezeptoren in der Netzhaut, welche für die circadiane Synchronisierung, die innere Uhr, zuständig sind.

Wirkung bestimmter Wellenlängen

Viele kennen den Effekt, wer abends lange am Bildschirm arbeitet, tut sich schwer frühzeitig ins Bett zu gehen und wenn dies doch gelingt, klappt’s mit dem Einschlafen eher schlecht als recht. Schuld trägt das eher kaltweiße Licht, welches der Desktop ausstrahlt. Es unterdrückt die Ausschüttung des Schlafhormons Melatonin und fördert so Aufmerksamkeit und Leistungsfähigkeit. Aber eben auch Schlaflosigkeit.

Am wirksamsten in dieser Hinsicht ist blaues Licht mit einer Wellenlänge von 380 bis 600 Nanometer (nm). Es empfiehlt sich, Beleuchtung in diesem Spektrum am Arbeitsplatz zu nutzen, um die Leistungsfähigkeit über einen längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten. Am frühen Abend jedoch, sollte einem wärmeren Farbspektrum der Vorzug gegeben werden, um den Schlaf nicht zu gefährden. Denn den brauch es ja schließlich auch, um leistungsfähig zu bleiben.

Bürogebäude mit verschiedenen Lichtern

Verschiedene Farbtemperaturen in einem Bürogebäude

Auf dem Gebiet wird fleißig weiter investiert und geforscht. Gerade in unserer Gesellschaft klingt es vielversprechend Leistungssteigerung durch simple Lichttechnik erzielen zu können. So beteiligt sich das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) an einem Projekt zur Erforschung der Wirkung und Wahrnehmung von Licht auf Schichtarbeiter. Ziel ist es die negativen Auswirkungen auf Befinden und Gesundheit der Schichtarbeiter durch den Einsatz bestimmter Wellenlängen zu mindern und generell aussagekräftige Werte bezüglich des Einflusses von Licht auf Psyche und Physis von Menschen zu erhalten. Dies wird durch die LED-Technologie überhaupt erst möglich, denn nur mit ihr lässt sich spektral und zeitlich variables Licht erzeugen.

Lichtfarben in der Praxis

Die optimale Farbtemperatur zum Arbeiten

Die optimale Farbtemperatur zum Arbeiten

Die Lichtfarbe wird in Kelvin (K) angegeben. Umso kleiner der Wert, desto wärmer das Licht. Das Spektrum zieht sich also, wie auf der Grafik, von Orange, über weiß bis zu blauem Licht.

  • 2700 K (Warmweiß) – Das wärmste Licht. Es sorgt für eine gemütliche Atmosphäre.
  • 3000 K (Warmweiß) – Eine helle Variante des warmen Lichts, welches sehr nah an eine gebräuchliche Glühbirne ran kommt.
  • 3500 K (Gewerblich) – Das mittlere Licht zwischen warm und kalt. Es hat wohnlichen aber auch sachlichen Charakter.
  • 4000 K (Arbeiten) – Die wohl meist genutzte Lichtfarbe in Messehallen und Büros.
  • 5500 K (Tageslicht) – Anregendes weißes Licht, zu finden in Krankenzimmern und Gewächshäusern.
  • 6500 K (Neutral) – Schon fast blaues Licht, welches jedoch die beste Bildwiedergabe ermöglicht.
  • 8000 K (Kaltlicht) – Ermöglicht höchste Konzentration durch Ähnlichkeit zum Tageslicht. Aufzufinden in Schulungsräumen und Büchereien.

Weiß ist wichtig, aber LED kann noch mehr

Neben den verschiedenen Weißtönen können LEDs noch Licht in vielen weiteren Farben produzieren. Um zu verstehen, wie dies geschieht, bedarf es einer kurzen Erklärung der Halbleiter-Technik, auf welcher die gesamte LED-Technik basiert.

Zu Grunde liegt ihr ein Kristall, welcher Strom nur in eine Richtung passieren lässt, ein sogenannter Halbleiter. In ihm befinden sich Elektronen, die sich aus ihrem Mutteratom lösen, wenn Spannung angelegt wird. Dabei diffundieren sie vom Valenzband über eine Lücke ins Leitungsband. Dabei werden Photonen frei und die LED leuchtet. Die Größe des zu überwindenden Energieniveaus, also die Bandlücke ist hier ausschlaggebend für die abgestrahlte Wellenlänge und somit für die Lichtfarbe.

Die Größe der Bandlücke ist wiederum abhängig vom gewählten Material. Für rotes, oranges und gelbes werden zum Beispiel Galiumarsenidphosphid und Aluminiumindiumgalliumphosphid in Kombination eingesetzt. Zu Anfang gab es nur rote LEDs, heutzutage kann man durch Mischen verschiedener Wellenlänge jeden gewünschten Farbeindruck erzeugen.

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