CONCEPT CONCE PTOS OS BÁSIC BÁSICOS OS ILUMINACIÓN LECCIÓN 2
FOTOMETRÍA
Cantidad de luz o energía luminosa
Flujo luminoso o potencia luminosa
Símbolo
Unidad
Abreviatura
Q v
lumen··segundo lumen
lm·s
lumen (= cd·sr)
lm
F ,
(Φ)
Magnitud radiométrica asociada
Energía radiante
Flujo radiante o potencia radiante
Intensidad luminosa
v I v
candela
cd
Intensidad radiante
Luminancia
Lv
candela /metro 2
cd /m2
Radiancia
Iluminancia
v E v
lux
lx
Irradiancia
Emitancia luminosa
v M v
lux
lx
Emitancia
FOTOMETRÍA ENERGIA LUMINOSA Considérese, por ejemplo, la magnitud radiométrica de la energía radiante, radiante, , que describe la energía total medida por un detector "físico" ante la presencia de radiación eletromagnética. Interesa obtener una medida de la energía que sería percibida por un ojo humano: cantidad de luz, luz, . Para ello, habría que conocer la energía radiante correspondiente a cada longitud de onda, multiplicar por los valores correspondientes de la función de luminosidad e integrar a todas las longitudes de onda:
FOTOMETRÍA FLUJO LUMINOSO
Se define el flujo luminoso como la potencia (W) emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible. Su símbolo símbolo es F ó Φ y su unidad es el lumen (lm). A la relación entre watts y lúmenes se le llama equivalente luminoso de la energía y equivale a: 1 watt-luz a 555 nm = 683 lm
FOTOMETRÍA INTENSIDAD LUMINOSA El flujo luminoso nos da una idea de la cantidad de luz que emite una fuente de luz, por ejemplo una bombilla, en todas las direcciones del espacio. Por contra, si pensamos en un proyector es fácil ver que sólo ilumina en una dirección. Parece claro que necesitamos conocer cómo se distribuye el flujo en cada dirección del espacio y para eso definimos la intensidad luminosa.
Se conoce como intensidad luminosa al flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela (cd).
FOTOMETRÍA INTENSIDAD LUMINOSA donde: ■
■
es la intensidad luminosa, medida en candelas.
es el flujo luminoso, en lúmenes lúmenes..
) es el elemento diferencial de ángulo sólido, en (ó d ω ω estereorradianes.. estereorradianes La intensidad luminosa se puede definir a partir de la magnitud radiométrica radiométr ica de la int intensida ensidad d radiante sin más que ponderar cada longitud de onda por la curva de sensibilidad del ojo. Así, si es la intensidad luminosa, luminosa, representa representa la intensidad radiante espectral y simboliza la curva de sensibilidad del ojo, entonces: ■
FOTOMETRÍA ILUMINANCIA En fotometría fotometría,, la iluminancia ( E v v) es la cantidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie por unidad de área. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el lux lux:: 1 lux = 1 Lumen Lumen/ / m². En términos generales, la iluminancia se define según la siguiente expresión:
donde: ■
EV es la iluminancia, medida en lux ( no usa el plural luxes).
■
F es el flujo luminoso, en lúmenes.
■
dS es el elemento diferencial de área considerado, en metros cuadrados.
La iluminancia se puede definir a partir de la magnitud radiométrica de la irradiancia sin más que ponderar cada longitud de onda por la curva de sensibilidad del ojo. Así, si es la iluminancia, iluminancia, representa la irradiancia espectral y V (λ) simboliza la curva de sensibilidad del ojo, entonces:
La iluminancia se puede medir con un aparato llamado fotómetro fotómetro.. A la iluminancia que emerge de una superficie por unidad de área también se le denomina emitancia luminosa ( M v ) . v).
FOTOMETRÍA ILUMINANCIA LEY DE LA INVERSA DE LOS CUADRADOS
FOTOMETRÍA ILUMINANCIA
EN FUNCIÓN DE LA ALTURA DE LA FUENTE AL PLANO DE TRABAJO
SI TENEMOS MÁS DE UNA FUENTE, LA ILUMINANCIA SERÁ LA SUMATORIA DE LOS EFECTOS DE CADA FUENTE SOBRE EL PUNTO EN EL PLANO DE TRABAJO, QUE ESTAMOS ANALIZANDO
FOTOMETRÍA LUMINANCIA Se llama luminancia a la relación entre la intensidad luminosa y la superficie aparente vista por el ojo en una dirección determinada. Su símbolo es L y su unidad es la cd/m 2. También es posible encontrar otras unidades como el stilb (1 sb = 1 cd/ cm2) o el nit (1 nt = 1 cd/m2).
Es importante destacar que sólo vemos luminancias, no iluminancias.
De forma no rigurosa, se puede considerar que el equivalente psicológico de la luminancia es el "brillo". Por ejemplo, considerando el caso de la emisión o reflexión de luz por parte de superficies planas y difusas difusas,, la luminancia indicaría la cantidad de flujo luminoso que el ojo percibiría para un punto de vista particular. En este caso, el ángulo sólido que interesa es el subtendido por la pupila del ojo.
FOTOMETRÍA RENDIMIENTO LUMINOSO
Ya mencionamos al hablar del flujo luminoso que no toda la energía eléctrica consumida por una lámpara (bombilla, fluorescente, etc.) se transformaba en luz visible. Parte se pierde por calor, parte en forma de radiación no visible (infrarrojo o ultravioleta), etc.
FOTOMETRÍA CANTIDAD DE LUZ Esta magnitud sólo tiene importancia para conocer el flujo luminoso que es capaz de dar un flash fotográfico o para comparar diferentes lámparas según la luz que emiten durante un cierto periodo de tiempo. Su símbolo es Q y su unidad es el lumen por segundo (lm·s).
FOTOMETRÍA GRÁFICOS Y DIAGRAMAS
Influencia de la luminaria en la forma del haz de luz. SEGÚN EL DISEÑO DE LA LUMINARIA, EL FLUJO LUMINOSO SERÁ DISTRIBUIDO DE UN MODO PARTICULAR, EN EL ESPACIO CIRCUNDANTE
FOTOMETRÍA
FOTOMETRÍA CURVAS FOTOMÉTRICAS HTTP://WWW.LRC.RPI.EDU/EDUCATION/LEARNING/INTRO.ASP?MODE=TERMINOLOGY
FOTOMETRÍA CURVAS FOTOMÉTRICAS Ángulo 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 00 1 10 1 20 1 30 1 40 1 50 1 60 1 70 1 80
Candelas 54 1 53 5 52 0 49 0 44 5 38 5 31 3 23 3 15 2 11 0 10 8 10 3 96 88 78 66 55 48 46
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FOTOMETRÍA DISTRIBUCIÓN ESPECTRAL ESPECTRAL DE POTENCIA LOS FABRICANTES D E L Á M P A R A S P U B L I C A N E L ESP ECT RO DE DISTRI DIS TRI BUC IÓN DE P O T E N C I A RADI ANTE DE CADA UNO DE SUS MODELOS.
ESTA LÁM PARA INCANDESCENTE ENTREGA POTENCIA RAD IA NTE EN LAS MAYORES LONGITUDES DE ONDA 650-750 NM, Y POR ES ESTO TO RE PR PRODU ODU CE LOS COLORES ROJOS MAS EFECTIVAMENTE
E S T A D I S T R I B U C I Ó N A F E C T A LA HABILIDAD DE UNA LÁM PA RA DE REPRODUCIR “NATURALMENTE” LOS COLORES DE LOS OBJ ETO S ILUMINADOS.
ESTA LÁM PARA F L U O R E S C E N T E ENTR EGA ALT AS P O T E N C I A S EN LONGITUDES DE ONDA 400-450 NM Y 550-600 NM, REPRODUCIENDO MÁS EFECTIVAMENTE LOS A Z U L E S Y LOS AMARILLOS.
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TEMPERATURA DEL COLOR CORRELACIONADA DEFINICIÓN DE LA IESNA: ES LA TEMPERATURA ABSOLUTA DE UN CUERPO NEGRO, CUYA CROMATICIDAD SE APROXIMA CERCANAMENTE A AQUELLA DE LA FUENTE DE LUZ HTTP://WWW.LRC.RPI.EDU/EDUCATION/LE HTTP://WWW.LRC.RPI.E DU/EDUCATION/LEARNING/INTRO.ASP?M ARNING/INTRO.ASP?MODE=TERMINOLOG ODE=TERMINOLOGY Y
LA TEMPERATURA DEL COLOR CORRELACIONADO ES UNA ESPECIFICACIÓN DEL COLOR DE LA LUZ EMITIDA POR UNA LÁMPARA, RELACIONANDO SU COLOR CON EL COLOR DE LUZ DE UNA FUENTE DE REFERENCIA, CUANDO ES CALENTADO AN UNA TEMPERATURA PARTICULAR
FOTOMETRÍA TEMPERATURA DEL COLOR
LA TEMPERATURA DE COLOR CORRELACIONADO DA UNA BUENA IDEA DEL COLOR DE LA LUZ DE UNA LÁMPARA, PERO NO NO DA INFORMACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN ESPECTRAL DE ENERGIA RADIANTE DE LA MISMA. POR LO TANTO, DOS LÁMPARAS DE IGUAL TEMPERATURA DE COLOR CORRELACIONADO, APARENTAN UNA LUZ SIMILAR, PERO SU RENDIMIENTO DE COLOR PUEDE SER TOTALMENTE DISTINTO.
FOTOMETRÍA ÍNDICE DE RENDIMIENTO DE COLOR (CRI) MEDIDA DEL GRADO DE CORRIMIENTO DEL COLOR DE UN OBJETO, ILUMINADO POR UNA FUENTE DE LUZ, COMPARADO CON EL PRODUCIDO POR UNA FUEN FUENTE TE DE REFE REFERENC RENCIA, IA, DE TEM TEMPERA PERATURA TURA DE COL COLOR OR COMPARABLE.
CRI=90
CRI=70
CRI=50
