Fotometría (página 2)

Aun dentro del rango visible del espectro, el ojo humano
no tiene la misma sensibilidad para detectar los colores
(Figura 1). Esta sensibilidad es máxima cuando la
luz tiene una
longitud de onda λ = 5500
Å y cero para los extremos del espectro visible (4000
Å y 7000 Å.

La sensibilidad del ojo no es constante, sino que
aumenta cuando disminuye la iluminación y, por tanto, la sensibilidad
máxima está desplazada hacia las las longitudes de
onda pequeñas.

El flujo luminoso se expresa en lumen (lm) y su
equivalencia con el flujo radiante es el W (wats).

Así, por ejemplo: 1W= 685 lm si
λ = 5500 Ε

Con ayuda de la curva de la Figura 1 puede determinarse
la equivalencia entre el W (wats) y el lumen (lm) para cada
longitud de onda dada. Así:

Para 6000 Å la sensibilidad es 0,6.
Luego:

1W↔ 0,6 (685 lm)= 411 lm.

I.3.- INTENSIDAD LUMINOSA.

Consideremos una fuente luminosa puntual ( aquella cuya
dimensiones son despreciables respecto a las distancias que las
separan de los objetos que ilumina) y, además, un
ángulo sólido ω en una dirección cualquiera.

Ver Figura 2 :

Entonces:

La Intensidad luminosa de una fuente puntual se
define como el flujo luminoso por unidad de ángulo
sólodo.

(1)

E Fotometría, que es la parte de la Óptica
que se dedica a las mediciones de las características
luminosas se toma como unidad fundamental la Intensidad
luminosa.

En principio se tomó como Intensidad luminosa
unitaria la que emitía en determinada dirección una
bujía (vela de cera) preparada de acuerdo con ciertas
normas de un
material con un diámetro y una longitud de pabilo
determinadas (dirección horizontal y quemaba 7,8 g/h de
cera).

Desde 1940 se adoptó como patrón de
Intensidad luminosa la definida como 1/60 de la intensidad
luminosa de un radiador que consiste en una cápsula con un
orificio y llena de platino fundente.

En el Sistema
Internacional de unidades (SIU) la unidad de medida de la
Intensidad luminosa es la candela (cd).

Entonces, de la ecuación (1):

sr – esteroradian (unidad de ángulo
sólido).

I.4.-LUMINOSIDAD O EMITANCIA LUMINOSA.
(R)

Sea una fuente luminosa finita (fuente extensa). Si F es
el flujo luminoso que emite una pequeña área de
dicha fuente en todas las direcciones posibles. Entonces, se
denomina Luminosidad o Emitancia luminosa ( R ) de la
superficie S a la magnitud dada por la
relación:

cuya
unidad es el lux (lx) 1 lx = 1 lm/m2

Se debe destacar que la Luminosidad ( o mucho mejor
Emitancia) se refiere al flujo emitido por una superficie
luminosa y no al flujo que incide en una superficie.

I.5.- ILUMINACIÓN O ILUMINANCIA (
E).

Consideremos ahora un elemento de área S de una
superficie en la que incide un flujo luminoso F. Se denomina
Iluminación o Iluminancia a la magnitud dada por la
relación:

La luminosidad o Emitancia de un cuerpo en el que la
emisión de luz se debe a la luz que difunde o refleja
vendrá determinada por su iluminación. En estos
cuerpos, la luminosidad R y la iluminación E están
relacionadas mediante la igualdad:

Aquí K es el coeficiente de reflexión o
difusión según sea el caso cumpliéndose
siempre que K<< 1 y cumple con los siguientes casos
particulares:

los
cuerpos se llaman blancos.

K<< 1 el cuerpo se denomina negro.

Veamos ahora un ejemplo ilustrativo de lo
analizado:

Veamos cómo se determina la iluminación E
que produce una fuente puntual de intensidad I en una superficie
S situada a una distancia r como mostramos en la Figura
3.

Darle solución a esta situación implica
determinar la relación que existe entre la
iluminación E y la intensidad I de la fuente.

Como ya conocemos, la intensidad luminosa está
relacionada con el flujo luminoso por la expresión
.

Cuando el flujo luminoso procedente de la fuente puntual
cae sobre la superficie que existe alrededor del punto O,
la normal N a la superficie forma un ángulo
con la distancia
r entre la fuente y la superficie y que representa la
dirección en que avanza el flujo de
energía.

El ángulo sólido subtendido desde la fuente F por una
pequeña superficie S será:

y de este modo:

y como la iluminación E está relacionada
con este flujo por tendremos que:

Como puede verse de la ecuación
anterior:

Veamos los casos particulares que se derivan del
análisis anterior:

1.- El haz luminoso es perpendicular a la
superficie.

Toma su
valor
máximo

2.- El haz luminoso es paralelo a la
superficie.

I.6.- LUMINANCIA O BRILLO
FOTOMÉTRICO

El brillo fotométrico de una superficie luminosa
S (Figura 4) en una dirección cualquiera se define como el
flujo luminoso por unidad de ángulo sólido
(I=F/ω) por unidad de αrea
del foco proyectado sobre un área perpendicular a aquella
dirección.

Si consideramos el brillo fotométrico
perpendicular a la superficie. Entonces:

donde Bn Brillo fotométrico
perpendicular a la superficie.

RESUMEN DE UNIDADES.

Autor:

Lic: Manuel Ballester Boza

Lic: Rafael Alfonso Pérez