Fotometría
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Fotometría (Óptica). Es la ciencia que se encarga de la medida de la luz, como el brillo percibido por el ojo humano. Es decir, estudia la capacidad que tiene la radiación electromagnética de estimular el sistema visual. No debe confundirse con la Radiometría, encargada de la medida de la luz en términos de potencia absoluta.
Sumario
Fuentes luminosas
- Fuentes luminosas naturales. Son fuentes luminosas naturales las estrellas, el fuego, algunos animales como las luciérnagas, los cocuyos, etc.
- Fuentes luminosas artificiales.Son fuentes luminosas artificiales los focos y los tubos fluorescentes.
Flujo luminoso
Para hacernos una primera idea consideraremos dos bombillas, una de 25 W y otra de 60 W. Está claro que la de 60 W dará una luz más intensa. Pues bien, esta es la idea: ¿cuál luce más? o dicho de otra forma ¿cuánto luce cada bombilla.
Cuando hablamos de 25 W o 60 W nos referimos sólo a la potencia consumida por la bombilla de la cual solo una parte se convierte en luz visible, es el llamado flujo luminoso. Podríamos medirlo en watts (W), pero parece más sencillo definir una nueva unidad, el lumen, que tome como referencia la radiación visible. Empíricamente se demuestra que a una radiación de 555 nm de 1 W de potencia emitida por un cuerpo negro le corresponden 683 lumen.
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 es 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
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.
Entonces, 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).
Los cuerpos y la luz
Cuando un cuerpo recibe luz, pueden ocurrir uno o varios de los siguientes fenómenos:
- La luz refleja en el cuerpo, es decir, choca contra el cuerpo y vuelve hacia el lugar del que procede.
- La luz es absorbida por el cuerpo, es decir, entra en el cuerpo, pero no lo atraviesa.
- La luz pasa a través del cuerpo, es decir, entra en el cuerpo y lo atraviesa.
Los cuerpos pueden ser transparentes, traslúcidos u opacos.
- Cuerpos trasnparentes. Son los que dejan pasar casi toda la luz que les llega. Ésta es la razón por la que podemos ver claramente los objetos que están detrás de ellos.
- Cuerpos traslúcidos.Son los que dejan pasar una parte de la luz que les llega. Por esta razón no podemos ver con claridad los objetos situados detrás de ellos.
- Cuerpos opacos. Son los que no dejan que los atraviesa la luz. Ésta es la razón por la que no podemos ver los objetos que hay detrás de ellos.
Cuando la luz encuentra en su campo un cuerpo opaco, detrás de dicho cuerpo se produce una zona oscura, a la que no llega la luz. Esta zona sin iluminar se llama sombra. Alrededor de la zona de sombra suele haber una zona poco iluminada que se llama penumbra.
La luz se propaga de unos cuerpos a otros, incluso en el vacío, con las siguientes particularidades:
- Se propaga en línea recta. Ésta es la razón por la que un haz de luz, como el que produce una linterna, deja de verse cuando se interpone un cuerpo opaco en su camino.
- Se propaga en todas las direcciones. Ésta es la razón por la que la llama de una vela ilumina todo el espacio que hay a su alrededor.
- Se propaga con gran rapidez.En el aire y en el vacío la luz viaja a 300 000 Km. cada segundo. En el agua lo hace con una velocidad menos de 224 00 Km. cada segundo.
Reflexión y Refracción de la luz
La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta la luz cuando choca contra un cuerpo. La reflexión de la luz hace posible que veamos los cuerpos que no tienen luz propia. Por ejemplo, la Luna pude verse gracias a que refleja la luz que llega del sol. La reflexión de la luz nos permite apreciar el color de los cuerpos.
La reflexión de la luz se produce tanto en los objetos opacos como en los traslúcidos, y por eso podemos verlos, incluso los cuerpos transparentes reflejan una mínima parte de la luz que reciben.
Los espejos son un ejemplo de cuerpos que reflejan la luz. Los espejos son cuerpos opacos que tienen una superficie lisa y pulimentada y que refleja toda la luz que reciben. Pueden ser planos, cóncavos y convexos.
La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimenta la luz cuando pasa de un material a otro; por ejemplo, cuando pasa desde el aire hasta el agua. La refracción de la luz puede hacer que veamos los cuerpos más grandes o pequeños de lo que son en realidad. Por eso vemos los cuerpos más grandes cuando los miramos a través de una lupa.
La refracción de la luz también hace que veamos los cuerpos más de cerca o más de lejos de lo que están en realidad. Por eso un cuerpo que está sumergido en el agua nos parece que está más cerca de lo que de verdad está.
Las lentes son un ejemplo de cuerpos que refractan la luz. Las lentes son cuerpos transparentes que tienen una o dos caras curvas y que refractan la luz que les llega. Las lentes forman imágenes que son más grandes o más pequeñas que los objetos que se miran a través de ellas.
Uso de la energía lumínica del Sol
Esto tiene interés práctico por que a partir de la energía luminosa del Sol, puede obtenerse bien directamente o bien indirectamente energía eléctrica. De forma directa involucra el uso de células fotovoltaicas, mientras que las formas indirectas consisten en calentar un fluido circulante, que puede usarse en mover algún tipo de turbina o elemento mecánico generando energía cinética, y transformar la energía mecánica resultante en energía eléctrica. En este segundo caso frecuentemente se usan espejos curvados que concentran la energía luminosa en un volumen o área más reducidos aumentando localmente la intensidad de la luz. El fluido calentado frecuentemente está dentro de un circuito provisto de un sistema de válvulas movidas por vapor de agua que ha sido vaporizada por el calor concentrado de los espejos.
Fuentes
- Folleto Universidad para todos. Curso Energía y cambio climático. Cuba.
- Revolución energética: un desafío para el desarrollo. G.N.Reyes.
