Die Lichtausbeute läßt sich physikalisch definieren und experimentell messen. Zur Übersicht über die physiklaischen Zusamenhänge sei das obige Schaubild empfohlen. Meßbar sind die eingesetzte Energie, so etwa die pro Zeit verbrauchte Menge Fett oder Öl, sowie der entsprechende Brennwert.
 

Die Strahlungsleistung läßt sich über die Beleuchtungsstärke bei gegebenem Abstand mit einem Luxmeter messen.
Aus den Meßdaten kann die Lichtausbeute berechnet werden.

Als Ergebnis erhält man die Lichtausbeute:

Näheres zu Algoritmus und Quelltext des benutzten Programmes finden Sie hier.


Beispiel:

Brennmittel: Olivenöl, Brennwert 38 KJ/g. Verbrauch 8g/h. Leistung: 84 Watt. 
Gemessen in 1m Abstand: 1 lux. ==> Lichtstärke 1 Candela, Ausbeute =0,15 lm/Watt.
 

normale Öllampe oder Stearinklerze, optimal brennend (nichtrußend):

ca. 0,15 lm/W (Lumen pro Watt)

römische "Firmalampe" mit laminarer  Flamme

Flamme 0,15 - 1,8 lm/W
Rußende Flammen 0,8 - 0,12 lm / W

Zum Vergleich:    

Petroleumlampe mit Glaszylinder

ca. 0,25 lm/W. 

Konventionelle Glühbirne mit Wolframfaden

 12lm/W
Halogenlampe: ca. 20 lm/W

 

Wie aus der Planckschen Strahlungsformel ersichtlich, ist die Lichtausbeute von der Temperatur der Flamme abhängig - und vom Vorhandensein schwarzer Körper. Eine gelinde Erhöhung der Sauerstoffzufuhr läßt die Flammtemperatur steigen - zuviel Sauerstoff jedoch (wie bei heuitigen Gasbrennern) läßt die Flamme wieder dunkler werden - die Rußteilchen fehlen. (Deshalb benötigen Gaslaternen einen Glühstrumpf, um leuchten zu können)


 

 Die theoretischen Grundlagen legten erst die Arbeiten des französischen Chemikers Lavoisier (1743 - 1794), und zwei seiner Schüler (Leger und Argand) gelten als die Erfinder der "modernen" Öl- und Petroleumlampen mit Flach- oder Röhrendocht und Glaszylinder. Vermutlich nicht ganz zu recht, wie Beobachtungen und Messungen an  römischen Firmalampen vermuten lassen.
 

Abbildung:

Petroleumlampen mit Glaszylinder und Flachdocht. Der Zugzylinder darf als Erfindung Argands gelten - die laminare Flamme ist möglicherweise eine antike Erfindung. 
 

  
     

Ein Optimum an Lichtausbeute erhält man übrigens erst bei ca. 5000 Grad Celsius - das ist etwa die Temperatur der Sonnenoberfläche, und selbst der Wolfram-Glühfaden einer Glühbirne erreicht diese Temperatur bei weitem nicht (ca. 2500 Grad, Wirkungsgrad ca. 12 lm/W). Etwas höhere Temperaturen erreicht der Wolframfaden in Hologenlampen, ein besonderes Gasgemisch (organische Halogenverbindungen) verhindert, daß der Wolframfaden bei den hohen Temperaturen verdampft.   

Lichtausbeute: ca. 22 lm/W. Vorgeschichtliche Öllampen könnten eine solche Temperatur niemals erreichen, selbst nicht in einer reinen Sauerstoffatmosphäre und mit noch so ausgetüftelter Konstruktion.

Die Chemie des Brennmaterials hat ebenfalls Einfluß auf die Flammtemperatur und Lichtausbeute. Aliphatische, gesättigte Kohlenwasserstoffe (wie beispielsweise in Petroleum enthalten) liefern mehr Energie, und steigern etwas die Lichtausbeute.
 

Die meisten tierischen Fette mit vorwiegend ungesättigte Fettsäuren (wie. z.B. im Rindertalg)= sind unter den Naturstoffen ideal, ähnlich gut verhält sich Olivenöl, mit voriwegend einfach ungesättigten Fettsäuren. Öle mit einem hohen grad an mehrfach ungesättigten Fettsuren (Leinöl, Fischtran) rußen stark, und ergeben eine deuitlich geringere Lichtausbeute (der Ausdruck "Tranfunzel" besagt es ja)