ANALISIS DE LA ILUMINANCIA Y PROPIEDADES PROPIEDADES OPTICA LABORATORIO DE FISICA IV – TURNO MARTES DE 8:00 AM-10:00AM – PROF. TEORIA : SANCHES NOLASCO, FACULTAD DE CIENCIAS FISICA UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
Resumen: En esta oportunidad analizamos las propiedades de la intensidad luminosa y verificamos la ley del cuadrado de la distancia que relaciona la iluminancia o iluminación con la distancia.
Introducción: Desde que el hombre abre los ojos hasta su muerte vive en un mundo al cual puede percibir por medio de sus ojos gracias a la luz, pero a lo largo de la historia hubo varios científicos que descubrieron sus propiedades y cualidades, uno de ellos fue Ole Roemer (1644-1710), quien fue el primero en medir la velocidad de la luz en 1676 utilizando medidas astronómicas. Así como avanzaba la tecnología también lo l o hacían las aproximaciones acerca de la velocidad de la luz, para 1879 Albert Abraham Michelson (1852-1931), durante una reunión de la Asociación Americana para el Progreso de la Ciencia, presentó el método que había utilizado para determinar la velocidad de la luz, que halló ser de 300091 km/s; si bien en 1926, como consecuencia de los estudios que realizó en el observatorio de Monte Wilson, dio como valor más correcto el de 299520 Km/s [1].Como consecuencias de estos experimentos se encontró las prop iedades físicas de la luz y con el descubrimiento de la electricidad se realizaron experimentos en los que se generaba luz a partir de la electricidad lo que genero numerosas aplicaciones de la luz en el campo de la industria: medicina, agricultura, etc. En consecuencia, siendo la luz un objeto de estudio de suma importancia nos vemos en la obligación de estudiar su principal característica, la iluminancia, la cual nos dice cuanta iluminación existe en una determinada área área a una determinada distancia. distancia.
Marco Teórico: La Luz.-Es toda radiación electromagnética capaz de ser percibida por nuestro sentido
de la vista. El intervalo de frecuencias de las radiaciones que componen la luz solamente está delimitado por la capacidad del órgano de la visión. La luz que nosotros percibimos será siempre formada por radiaciones correspondientes a grandes cantidades de frecuencias. El láser constituye la única radiación visible formada por radiaciones de la misma longitud de onda todas ellas. La luz, en un medio
homogéneo, se propaga en línea recta. Cada una de las direcciones de propagación de la luz es un rayo luminoso. Un conjunto de rayos que parten de un punto es un haz. Si el punto de donde proceden los rayos está muy alejado se consideran paralelos. La velocidad de la luz en el vacío es de 3 . 108 m/s. Intensidad luminosa (I)
Flujo emitido por un punto luminoso por unidad de ángulo solido*. Su unidad es la candela, 1 cd = 1 lm/sr
Iluminancia (E)
Definido como el flujo recibido por unidad de área. Su unidad de medida es el lux , siendo 1 lux = 1 lm/m 2 . Aunque particularmente en nuestra experiencia usaremos el pie-candela, siendo
1 pie-candela = 1 lm/pies2.
Ley del cuadrado de la distancia.
Esta ley establece que la Iluminancia E (cuando el rayo de incidencia de la luz es perpendicular al área iluminada), es directamente proporcional a la Intensidad luminosa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
Esta última va ser la expresión matemática a probar.
Resultados experimentales y discusión
Se procede a tomar las medidas para la primera parte acercando un fotómetro (a fotodiodo) a una fuente de luz de emisión angular amplia, con los resultados mostrados en la Figura 1. Convenientemente se ha convertido la escala de centímetros a pies y se ha usado la regresión potencial con logaritmos, para tener un valor de .
80
) a l
e d n a c s e i
70 60 50
y = 23.319 x -1.505
p (
a i c 40 n a n i m 30 u l I
20 10 0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Distancia (pies)
Fig.1: El valor del exponente indica la relación entre el radio y la iluminancia
Para la segunda parte, se usa una fuente de luz de emisión angular rectilínea. En la Figura 2 se observa el resultado de la medición.
80 70 ) a l e d n a c s e i p (
60
y = 29.288 x -1.135
50
a 40 i c n a 30 n i m u l I 20
10 0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Distancia (pies)
Fig.2: La tendencia de la figura sigue siendo potencial, a pesar de la irregularidad de los datos
En este caso el exponente sufre una variación con respecto al proceso anterior, sin embargo la tendencia se mantiene.
CONCLUCIONES:
A pesar de las dificultades y errores presentes como en cualquier actividad humana hemos logrado verificar la Ley del cuadrado de la distancia, la cual relaciona la Iluminancia con la distancia, y a través de esta asimilar la importancia de la luz en nuestro mundo moderno, sin la cual seria imposible coexistir.
referencias:
[1]http://www.um.es/docencia/barzana/FIS/Velocidad_luz.html
