Farbtemperatur (Kelvin)

Die Farbtemperatur gibt in Kelvin (K) an, wie warm oder kühl weißes Licht aussieht: Kerzenlicht liegt bei etwa 1.800 K, die Mittagssonne bei 5.000 bis 6.000 K. Für uns bei Mitochondriak® ist sie ein nützlicher erster Hinweis und zugleich nur die halbe Wahrheit, denn Ihre innere Uhr und Ihre Mitochondrien lesen Spektrum, Helligkeit und Tageszeit.

Zwei Lampen mit 2.700 K können gleich aussehen und ganz verschiedenes Licht abgeben: Das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) zeigt die deutlich verschiedenen Spektren einer LED, einer Glühlampe und einer Energiesparlampe mit genau dieser Farbtemperatur. [Quelle] Ihre Biologie liest kein Etikett, sie reagiert auf Wellenlänge, Intensität, Dauer und Uhrzeit. Das Infrarot von Sonne und Glühlampe steht auf keiner Packung.

Die Natur zeigt, wie es gemeint ist: Das Tageslicht wandert durch die Skala, am späten Nachmittag und Abend wird es wärmer und schwächer [Quelle], dann kommt die Dunkelheit. Der moderne Innenraum macht daraus einen langen, schwachen Kunstlicht-Tag.

Was ist die Farbtemperatur?

Die Farbtemperatur ist die Temperatur, auf die man einen idealen glühenden Körper, den Planckschen Strahler, erhitzen müsste, damit er im Farbton so leuchtet wie Ihre Lampe. Wird er erhitzt, leuchtet er erst dunkelrot, dann rot, orange, gelb, weiß und schließlich hellblau. [Quelle] Weil echte Lampen selten genau so leuchten, spricht die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) von der ähnlichsten Farbtemperatur, englisch correlated colour temperature (CCT): der Temperatur des Strahlers mit der nächstgelegenen Farbart. [Quelle] 0 K entsprechen −273,15 °C.

Denken Sie an einen Schmied, der an der Farbe der Glut abliest, wie heiß sein Eisen ist; die Farbtemperatur dreht diesen Blick um. Daher das Paradox: Das Licht, das wir warm nennen, trägt die niedrigen Kelvin-Werte. Eine LED mit 2.700 K ist natürlich nicht 2.700 K heiß; die Zahl ist geliehen.

Auch Sie sind ein Temperaturstrahler, nur ein kühler. Jaroslav Lachký, Gründer von Mitochondriak®: „In Wirklichkeit sendet alles, solange es nicht auf den absoluten Nullpunkt von 0 Kelvin gefroren ist (was auf der Erde nicht möglich ist), ständig Infrarotlicht um sich herum aus.“ [Quelle] Ihr Körper hat rund 310 K (37 °C), und einen großen Teil dieser Wärme liefern Ihre Mitochondrien, die Heizung Ihrer Zellen. Jede Wärmebildkamera sieht Sie.

Welche Farbtemperatur haben Kerze, Glühlampe und Sonne?

Die Skala reicht von etwa 1.800 K bei Kerzenlicht über 2.700 bis 3.000 K bei der Glühlampe bis zu 10.000 K und mehr beim blauen Himmel.

Tageslicht hat keine feste Farbtemperatur; den Spitzenwert erreicht der blaue Himmel, weil die Atmosphäre Blau stark streut. [Quelle] Unter diesem wandernden Licht vom Ultraviolett bis weit ins Infrarot hat sich das Leben entwickelt. [Quelle] Das Abendlicht unserer Vorfahren war das Feuer: warm und vor allem schwach.

Was bedeuten warmweiß, neutralweiß und tageslichtweiß?

Warmweiß reicht bis etwa 3.300 K, neutralweiß von 3.300 bis 5.300 K, darüber beginnt tageslichtweiß, umgangssprachlich kaltweiß. So teilen das BfS und licht.de die Lichtfarben ein. [Quelle] Warmweißes Licht wirkt behaglich, neutralweißes sachlich. [Quelle]

Seit September 2021 regelt die Verordnung (EU) 2019/2020 die Angaben auf der Verpackung: die Farbtemperatur, gerundet auf 100 K, daneben den Lichtstrom in Lumen, mindestens doppelt so groß gedruckt wie die Wattzahl. Bei Prüfungen darf der Messwert um bis zu 10 % von der Angabe abweichen. [Quelle] Eine Lampe mit 2.700 K darf also zwischen rund 2.430 und 2.970 K liegen.

Verrät die Kelvin-Zahl, was im Licht steckt?

Nur grob: Die Kelvin-Zahl beschreibt, wie Licht aussieht, nicht, woraus es besteht. Als Faustregel gilt laut BfS: Je höher die Farbtemperatur, desto höher der Blauanteil. [Quelle] Doch das Auge fasst ein ganzes Spektrum zu drei Zapfensignalen zusammen, und sehr verschiedene Spektren ergeben denselben Farbeindruck (Metamerie). Wie bei Wandfarbe: Zwei Eimer „Sandbeige“ sehen gleich aus und sind doch aus anderen Pigmenten gemischt.

Die Glühlampe strahlt wie die Sonne ein kontinuierliches Spektrum, bei ihr zum Roten hin ansteigend. Eine weiße LED ist meist eine blaue LED mit einer Leuchtstoffschicht, die einen Teil des Blaus in längere Wellen umwandelt. [Quelle] Selbst warmweiße LEDs zeigen deshalb zwei Gipfel, bei etwa 450 und 620 nm, während Glühlampen im Rot (650 bis 780 nm) neunmal mehr Leistung abgaben als im Blau (380 bis 500 nm), so die Messungen von Emiliano Terán und Kollegen. [Quelle]

Für Ihre innere Uhr kann genau das entscheiden. Jan Souman und Kollegen stimmten zwei weiße Lichter auf dieselbe Farbtemperatur und je 175 Lux ab: Das eine unterdrückte das Melatonin von 15 Personen um fast 50 %, das andere nicht stärker als schwaches Licht. [Quelle]

Wie wirkt die Farbtemperatur auf Ihre innere Uhr?

Über Melanopsin: Dieser Lichtsensor im Auge meldet der inneren Uhr den Tag und reagiert am stärksten auf das Blau, das mit der Kelvin-Zahl meist zunimmt. George Brainard (Thomas Jefferson University) fand in 627 nächtlichen Tests an 72 gesunden Erwachsenen, dass Licht von 446 bis 477 nm das Melatonin am stärksten unterdrückt. [Quelle] Die Sensoren sind Nervenzellen der Netzhaut mit dem Photopigment Melanopsin, und die innere Uhr, die sie stellen, bestimmt auch, wann Ihre Mitochondrien ATP bilden (siehe Zirkadianer Rhythmus).

Bei gleicher Helligkeit zählt deshalb die Farbtemperatur: In Basel unterdrückte Licht mit 6.500 K bei 16 jungen Männern das Melatonin stärker als 2.500 K oder eine Glühlampe mit 3.000 K (Sarah Chellappa, Christian Cajochen und Kollegen). [Quelle] Den Unterschied fasst der melanopische DER, die Wirkung auf Melanopsin pro Lux im Vergleich zu Tageslicht: unter 0,35 bei vielen warmweißen Haushalts-LEDs, 0,83 bei einer handelsüblichen abstimmbaren LED auf 6.500 K. [Quelle]

Warum zählt am Abend die Helligkeit mehr als die Kelvin-Zahl?

Weil Ihre innere Uhr am Abend vor allem die Lichtmenge registriert: Warmweiß ist besser als Kaltweiß, gedämpft aber besser als hell. licht.de empfiehlt abends warmes Licht bis 3.300 K „in Kombination mit niedrigen Beleuchtungsstärken“ [Quelle], und das BfS sieht in abends genutzten Wohnräumen Vorteile für Licht mit geringerem Blauanteil. [Quelle]

Joshua Gooley und Kollegen (Harvard Medical School) zeigten an 116 jungen Erwachsenen, wie stark allein die Menge wirkt: Zimmerlicht unter 200 Lux vor dem Schlafengehen verschob den Melatoninbeginn gegenüber gedämpftem Licht bei 99 % nach hinten. [Quelle] In 59 Wohnungen in Melbourne hatten Haushalte mit LEDs und Energiesparlampen abends fast doppelt so viel melanopisch wirksames Licht wie Haushalte mit Glühlampen (Sean Cain und Kollegen, Monash University). [Quelle]

Der Expertenkonsens von 2022 empfiehlt deshalb ab drei Stunden vor dem Schlafen höchstens 10 Lux melanopische EDI am Auge und im Schlafzimmer höchstens 1 Lux; mit vielen warmweißen LEDs entspricht die Abendgrenze etwa 30 Lux. [Quelle] Die Farbtemperatur ist die Tonhöhe, die Helligkeit die Lautstärke, und auch ein tiefer Ton weckt Sie, wenn er laut ist. Eine warme Lampe ist kein Freibrief, bis Mitternacht mit voller Helligkeit zu leuchten.

Was sieht die Kelvin-Zahl nicht – und warum zählt das für Ihre Mitochondrien?

Das Infrarot: Die Farbtemperatur wird allein aus sichtbarem Licht berechnet, und der Teil, den Sonne und Glühlampe liefern und LEDs nicht, geht in sie nicht ein. Grundlage sind die Normspektralwertfunktionen der CIE von 360 bis 830 nm. [Quelle] Sonnenlicht reicht von etwa 300 bis 2.500 nm, ältere Glühlampen ähnlich weit, die LED-Beleuchtung heutiger Innenräume nur von etwa 350 bis 650 nm. [Quelle] Die Glühlampe gibt den größten Teil ihrer Energie als Wärme ab. [Quelle] Zwei Lampen mit 2.700 K können also im Infrarot Welten trennen, ohne dass die Kelvin-Zahl es merkt.

Warum uns das wichtig ist, zeigen Edward Barrett und Glen Jeffery (University College London): Unter der LED-Beleuchtung eines Londoner Büros mit 1.000 Lux und 4.000 K fanden sie keinerlei Infrarot. Elf Beschäftigte bekamen zwei Wochen lang Schreibtischlampen mit klaren 60-Watt-Glühlampen dazu, deren sichtbares Licht kaum ins Gewicht fiel. Ihr Farbkontrastsehen verbesserte sich um rund 25 % und blieb bei Nachtests nach 4 und 6 Wochen besser; elf Personen in einem ähnlichen LED-Büro blieben unverändert. [Quelle]

Die Autoren erklären das mit den Mitochondrien: Das in LEDs dominierende Blau um 420 bis 450 nm bremst die Zellatmung, tiefes Rot und Infrarot von 670 bis 900 nm steigern sie, etwa im Alter. [Quelle] Die Netzhaut hat den höchsten Stoffwechsel und die dichtesten Mitochondrien im Körper; in einer zweiten Studie der Gruppe mit 55 Personen sank die Farbunterscheidung nach einer Woche unter LED-Schreibtischlicht um 33 %, mit zusätzlichem Infrarot von 850 nm stieg sie um 23 %. [Quelle] Die Kelvin-Zahl beschreibt das Licht, das Sie sehen, nicht das, was Ihre Mitochondrien bekommen (mehr unter Nahinfrarotlicht).

Hat rotes Licht eine Farbtemperatur?

Nicht sinnvoll: Die Farbtemperatur ist eine Größe für weißes Licht, rotes Licht beschreibt man mit seiner Wellenlänge. Eine rote LED strahlt ein schmales Band um ihre Spitzenwellenlänge ab, etwa um 630 nm (mehr unter Wellenlänge). Nach unserer eigenen Berechnung mit den CIE-Normspektralwertfunktionen landet eine 630-nm-LED formal genau auf der Planck-Kurve, bei nur rund 600 bis 650 K. [Quelle] Ein Strahler dieser Temperatur gäbe aber praktisch nur Infrarot ab; die Zahl wäre formal richtig und biologisch nichtssagend.

Für die innere Uhr zählt bei Rot etwas anderes: Melanopsin reagiert kaum darauf. Bei Mariana Figueiro und Mark Rea (Rensselaer Polytechnic Institute) senkte nur blaues Licht mit 40 Lux das nächtliche Melatonin von zwölf Personen, rotes nicht; auf das Cortisol wirkten beide Farben. [Quelle] Deshalb ist Rot für uns das Licht nach Sonnenuntergang, sparsam eingesetzt (siehe Melatonin).

Was zeigen Studien zu Farbtemperatur, Spektrum und Helligkeit?

Die Forschung zeigt ein klares Bild: Bei gleicher Helligkeit wirkt kaltweißes Licht stärker, bei gleicher Farbtemperatur entscheidet das Spektrum, am Abend die Menge.

Die Studien arbeiteten mit eigenen Lichtquellen und Parametern; sie beschreiben die Forschung, nicht die Anwendung unserer Geräte. Die Botschaft ist klar: Ihr Körper liest Spektrum und Menge, nicht das Etikett.

So setzen Mitochondriaks das um

Lichthygiene heißt für uns: zuerst die Sonne, dann Kunstlicht, am Abend warm, gedämpft und rot, in der Nacht Dunkelheit.

• Morgens raus, ohne Sonnenbrille: in den ersten 30 Minuten nach dem Aufwachen ins Tageslicht, auch bei Wolken. Jaroslav Lachký rät, sich morgens nicht gleich starkem Kunstlicht auszusetzen: Warmgelbe Glühlampen seien in Ordnung, kaltweißes Licht, klassische LEDs und Displays solle man sich für später aufheben, denn das Auge profitiere morgens von einer niedrigeren Farbtemperatur.
• Tagsüber Sonne vor Kunstlicht: am Fenster arbeiten, in den Pausen hinaus; drinnen ist es nach üblichen Normen meist mindestens zehnmal dunkler als draußen. [Quelle] Wo nur LEDs leuchten, ergänzen wir eine klassische Glühlampe mit ihrem kontinuierlichen Spektrum bis weit ins Infrarot.
• Beim Lampenkauf: Kelvin für den Farbton, Lumen für die Menge, dazu das Spektrum und ob die Lampe flimmert.
• Abends warm, gedämpft, dann rot: Deckenlicht aus, tief stehende warmweiße Lampen gedimmt, später rote Lampen (E27, E14, GU10), sparsam und indirekt. Der Nachtmodus ist nur eine Teillösung; vor Bildschirmen tragen wir eine Brille mit roten Gläsern (Blaulichtfilter-Brillen am Abend).
• Nachts dunkel: verdunkeln, Standby-Lämpchen abdecken, für nächtliche Wege schwaches rotes Licht in Bodennähe (Schlafhygiene).

Mitochondriak®-Produkte sind keine Medizinprodukte (Hinweis zum Charakter unserer Produkte).

Verwandte Begriffe

• Blaues Licht – der kurzwellige Teil des Spektrums.
• Melanopsin – der Lichtsensor im Auge, der der inneren Uhr den Tag meldet.
• Melatonin – das Hormon der Dunkelheit.
• Zirkadianer Rhythmus – die innere Uhr, die Licht täglich neu stellt.
• Wellenlänge – die passende Angabe für rotes und anderes farbiges Licht.
• Nahinfrarotlicht (NIR) – unsichtbares Licht jenseits von 780 nm.
• Mitochondrien – die Kraftwerke und die Heizung Ihrer Zellen.
• Cytochrom-c-Oxidase (CCO) – der Lichtempfänger der Mitochondrien für Rot und Nahinfrarot.
• ALAN (Artificial Light at Night) – künstliches Licht in der biologischen Nacht.
• Schlafhygiene – Gewohnheiten für guten Schlaf, vor allem Licht.

Häufige Fragen zur Farbtemperatur

Was bedeutet 2.700 K auf der Lampenverpackung?

2.700 K bedeutet warmweißes Licht, ungefähr im Farbton einer klassischen Glühlampe. Die Zahl beschreibt nur den Farbeindruck, die Helligkeit verrät der Lumenwert. Über Spektrum und Infrarot sagt sie nichts: Eine LED und eine Glühlampe mit 2.700 K unterscheiden sich deutlich, und nur die Glühlampe liefert nennenswert Infrarot.

Welche Farbtemperatur ist abends am besten?

Eine niedrige, und vor allem wenig Licht: warmweiß unter etwa 3.300 K und gedimmt, nach Sonnenuntergang besser Rot, nachts Dunkelheit. Ein internationaler Expertenkonsens empfiehlt ab drei Stunden vor dem Schlafen höchstens 10 Lux melanopische EDI am Auge; mit vielen warmweißen LEDs sind das etwa 30 Lux, also tief stehende Lampen statt Deckenlicht.

Ist warmweißes LED-Licht dasselbe wie Glühlampenlicht?

Nein: Die Farbtemperatur kann gleich sein, das Licht ist es nicht. Eine warmweiße LED hat zwei Gipfel, bei etwa 450 und 620 nm, und kaum Infrarot; eine Glühlampe strahlt kontinuierlich, zum Roten hin ansteigend und weit ins Infrarot. In einem Rechenmodell lag die geschätzte Melatoninunterdrückung warmweißer LEDs bei 3,6 %, die von Glühlampen bei 1,5 %.

Sind 6.500 K dasselbe wie Tageslicht?

Nur im Farbton: Tageslicht ist viel heller und reicht vom Ultraviolett bis ins Infrarot. Eine handelsübliche abstimmbare LED auf 6.500 K erreicht pro Lux nur 0,83 der Wirkung von Tageslicht auf Melanopsin, liefert kaum Infrarot, und Innenräume sind meist mindestens zehnmal dunkler als draußen.

Hat rotes Licht eine Farbtemperatur?

Nicht sinnvoll: Rotes Licht beschreibt man mit seiner Wellenlänge, etwa 630 nm. Formal landet eine 630-nm-LED bei nur rund 600 bis 650 K auf der Planck-Kurve, einer Temperatur, bei der ein Strahler praktisch nur Infrarot abgibt. Achten Sie bei roten Lampen auf die Wellenlänge und darauf, dass kein Blau und Grün enthalten ist.

Warum heißt rötliches Licht warm, obwohl es niedrige Kelvin-Werte hat?

Die Alltagssprache folgt dem Gefühl, die Physik der Temperatur des Strahlers. Feuer, Kerzen und Abendsonne wirken behaglich, deshalb nennen wir ihr Licht warm. Ein Planckscher Strahler leuchtet dagegen umso bläulicher, je heißer er ist.

Ist kaltweißes Licht schlecht?

Nicht am Tag, aber am Abend. Mittags hat die Sonne 5.000 bis 6.000 K, und helles, blaureiches Licht ist tagsüber ein erwünschtes Signal für Ihre innere Uhr. Nach Sonnenuntergang wirkt es wie ein zweiter Mittag: Bei gleicher Helligkeit unterdrückte Licht mit 6.500 K das Melatonin stärker als Licht mit 2.500 oder 3.000 K.

Was Sie sich merken sollten

• Kelvin beschreibt den Farbton: Kerze etwa 1.800 K, Glühlampe 2.700 bis 3.000 K, Mittagssonne 5.000 bis 6.000 K.
• Gleiche Zahl, anderes Licht: Spektrum und Infrarot entscheiden, was Uhr und Mitochondrien erreicht.
• Abends zählt die Menge: warm, gedämpft, dann rot, nachts dunkel.
• Rot hat keine sinnvolle Kelvin-Zahl: Hier zählt die Wellenlänge.

LICHT formt LEBEN: Holen Sie sich morgen früh die Sonne und heute Abend das Rot; wie weit Glühlampe und LED im Spektrum auseinanderliegen, zeigt unser Beitrag Glühlampe vs. LED.