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• Betsy Karina Torres Orcon

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Flujo luminoso

El flujo luminoso es la medida de la potencia luminosa percibida. Difiere del flujo radiante, la medida de la potencia total emitida, en que está ajustada para reflejar la sensibilidad del ojo humano a diferentes longitudes de onda. Su unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es el lumen (lm) y se define a partir de la unidad básica del SI, la candela (cd), como:

El flujo luminoso se obtiene ponderando la potencia para cada longitud de onda con la función de luminosidad, que representa la sensibilidad del ojo en función de la longitud de onda. El flujo luminoso es, por tanto, la suma ponderada de la potencia en todas las longitudes de onda del espectro visible. La radiación fuera del espectro visible no contribuye al flujo luminoso. Así, para cualquier punto de luz, si representa el flujo luminoso , simboliza la potencia radiante espectral del punto de luz en cuestión y la función de sensibilidad luminosa, entonces:

Bajo condiciones fotópicas una luz monocromática de 555 nm (color verde) con un flujo radiante de 1W, genera un flujo luminoso de 683,002 lm, que corresponde con la máxima respuesta del ojo humano. Por otro lado, el mismo flujo de radiación situado en otra longitud de onda diferente de la del pico, generaría un flujo luminoso más pequeño, de acuerdo con la curva . ver • discusión • editar

Unidades de fotometría del SI Magnitud

Energía luminosa

Símbolo

Qv

Flujo luminoso F

Intensidad

Iv

Unidad del SI

Abrev.

Notas

lumen segundo

lm·s

A veces se usa la denominación talbot, ajena al SI

lumen (= cd·sr)

lm

Medida de la potencia luminosa percibida

candela (= lm/sr)

cd

Una unidad básica del SI

luminosa

Luminancia

Lv

candela por metro A veces se usa la denominación nit, cd/m2 cuadrado ajena al SI

Iluminancia

Ev

lux (= lm/m2)

lx

Usado para medir la incidencia de la luz sobre una superficie

Emitancia luminosa

Mv

lux (= lm/m2)

lx

Usado para medir la luz emitida por una superficie

Eficacia luminosa

η

lumen por vatio

lm/W

razón entre flujo luminoso y flujo radiante

Intensidad luminosa

En fotometría, la intensidad luminosa se define como la cantidad de flujo luminoso que emite una fuente por unidad de ángulo sólido. Su unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es la candela (cd). Matemáticamente, su expresión es la siguiente:

donde: 

es la intensidad luminosa, medida en candelas.

 

es el flujo luminoso, en lúmenes. es el elemento diferencial de ángulo sólido, en estereorradianes.

La intensidad luminosa se puede definir a partir de la magnitud radiométrica de la intensidad radiante sin más que ponderar cada longitud de onda por la curva de sensibilidad del ojo. Así, si es la intensidad luminosa, representa la intensidad radiante espectral y simboliza la curva de sensibilidad del ojo, entonces:

[editar] Intensidad luminosa y diferentes tipos de fuentes En fotometría, se denomina fuente puntual a aquella que emite la misma intensidad luminosa en todas las direcciones consideradas. Un ejemplo práctico sería una lámpara. Por el contrario, se denomina fuente o superficie reflectora de Lambert a aquella en la que la intensidad varía con el coseno del ángulo entre la dirección considerada y la normal a la superficie (o eje de simetría de la fuente).

[editar] Unidades Una candela se define como la intensidad luminosa de una fuente de luz monocromatica de 540 THz que tiene una intesidad radiante de 1/683 vatios por estereorradián, o aproximadamente 1.464 mW/sr. La frecuencia de 540 THz corresponde a una longitud de onda de 555 nm, que se corresponde con la luz verde pálida cerca del límite de visión del ojo. Ya que hay aproximadamente 12.6 estereorradianes en una esfera, el flujo radiante total sería de aproximadamente 18.40 mW, si la fuente emitiese de forma uniforme en todas las direcciones. Una vela corriente produce con poca precisión una candela de intensidad luminosa. Emitancia luminosa

En fotometría, la emitancia luminosa ( ), exitancia luminosa o iluminancia es la cantidad de flujo luminoso que emite una superficie por unidad de área, mientras que, la luminancia ( ) es la cantidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie por unidad de área. La unidad de medida en el Sistema Internacional es el lux: 1 lux = 1 Lumen/m².

Contenido [ocultar] 

1 Definiciones

o o



1.1 Emitancia luminosa 1.2 Iluminancia 2 Ver también

[editar] Definiciones [editar] Emitancia luminosa

En términos generales, la emitancia luminosa se define según la siguiente expresión:

donde:   

MV es la emitancia, 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 emitancia luminosa se puede definir a partir de la magnitud radiométrica de la emitancia sin más que ponderar cada longitud de onda por la curva de sensibilidad del ojo. [editar] Iluminancia

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, representa la irradiancia espectral y V(λ) simboliza la curva de sensibilidad del ojo, entonces:

Tanto la iluminancia como el nivel de iluminación se pueden medir con un aparato llamado fotómetro. A la iluminancia que emerge de una superficie por unidad de área se le denomina emitancia luminosa ( ). Luminancia

En Fotometría, la luminancia se define como la densidad angular y superficial de flujo luminoso que incide, atraviesa o emerge de una superficie siguiendo una dirección determinada. Alternativamente, también se puede definir como la densidad superficial de intensidad luminosa en una dirección dada. La definición anterior se formaliza con la expresión siguiente:

donde:     

LV es la luminancia, medida en Nits o candelas /metro2. F es el flujo luminoso, en lúmenes. dS es el elemento de superficie considerado, en metros2. dΩ es el elemento de ángulo sólido, en estereorradianes. θ es el ángulo entre la normal de la superficie y la dirección considerada.

La luminancia se puede definir a partir de la magnitud radiométrica de la radiancia sin más que ponderar cada longitud de onda por la curva de sensibilidad del ojo. Así, si LV es la luminancia, Lλ representa la radiancia espectral y V(λ) simboliza la curva de sensibilidad del ojo, entonces:

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, 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. En una transmisión de señal de vídeo, la luminancia es la componente que codifica la información de luminosidad de la imagen. En términos generales, es algo muy similar a la versión en blanco y negro de la imagen original. Luminancia y crominancia combinadas proporcionan la señal denominada señal de vídeo compuesto, utilizada en multitud de aplicaciones; o transmitirse independientemente. Forman parte de la codificación de vídeo en los estándares de TV NTSC y PAL, entre otros.

Es un término comúnmente utilizado en el procesamiento digital de imágenes para caracterizar a cada píxel. En el sistema de color RGB, la luminancia Y de un pixel se calcula con la expresión matemática: Y = 0,299R + 0,587G + 0,114B Luminancia

En Fotometría, la luminancia se define como la densidad angular y superficial de flujo luminoso que incide, atraviesa o emerge de una superficie siguiendo una dirección determinada. Alternativamente, también se puede definir como la densidad superficial de intensidad luminosa en una dirección dada. La definición anterior se formaliza con la expresión siguiente:

donde:     

LV es la luminancia, medida en Nits o candelas /metro2. F es el flujo luminoso, en lúmenes. dS es el elemento de superficie considerado, en metros2. dΩ es el elemento de ángulo sólido, en estereorradianes. θ es el ángulo entre la normal de la superficie y la dirección considerada.

La luminancia se puede definir a partir de la magnitud radiométrica de la radiancia sin más que ponderar cada longitud de onda por la curva de sensibilidad del ojo. Así, si LV es la luminancia, Lλ representa la radiancia espectral y V(λ) simboliza la curva de sensibilidad del ojo, entonces:

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, 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. En una transmisión de señal de vídeo, la luminancia es la componente que codifica la información de luminosidad de la imagen. En términos generales, es algo muy similar a la versión en blanco y negro de la imagen original. Luminancia y crominancia combinadas

proporcionan la señal denominada señal de vídeo compuesto, utilizada en multitud de aplicaciones; o transmitirse independientemente. Forman parte de la codificación de vídeo en los estándares de TV NTSC y PAL, entre otros. Es un término comúnmente utilizado en el procesamiento digital de imágenes para caracterizar a cada píxel. En el sistema de color RGB, la luminancia Y de un pixel se calcula con la expresión matemática: Y = 0,299R + 0,587G + 0,114B ver • discusión • editar

Eficacia luminosa De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda

La eficacia luminosa de una fuente de luz es la relación existente entre el flujo luminoso (en lúmenes) emitido por una fuente de luz y la potencia (en vatios)W. Dependiendo del contexto, la potencia puede ser el flujo radiante o puede ser la potencia eléctrica consumida por la fuente.1 2 3 4 En el primero de los casos se le suele denominar eficacia luminosa de la radiación (LER) y en el segundo eficacia luminosa de una fuente (LES) o también rendimiento luminoso.

Contenido [ocultar]        

1 Eficacia luminosa de la radiación 2 Eficacia luminosa de una fuente 3 Eficacia y eficiencia 4 Ejemplos 5 Unidades 6 Véase también 7 Referencias 8 Enlaces externos

[editar] Eficacia luminosa de la radiación

Respuesta de un ojo humano tipo a la luz, según estandarización de la CIE en 1924.

La eficacia luminosa de la radiación mide la parte de energía electromagnética que se usa para iluminar y se obtiene dividiendo el flujo luminoso por el flujo radiante.

En el SI, la eficacia luminosa viene expresada en lúmenes por vatio (lm/W). La eficacia luminosa de una radiación tiene un valor máximo posible de 683 lm/W, para el caso de una luz monocromática de una longitud de onda de 555 nanómetros (verde).

[editar] Eficacia luminosa de una fuente La eficacia luminosa de una fuente de luz o rendimiento luminoso mide la parte de energía eléctrica que se usa para iluminar y se obtiene dividiendo el flujo luminoso emitido por la potencia eléctrica consumida.

[editar] Eficacia y eficiencia En otros sistemas de unidades diferentes al SI, el flujo luminoso tiene las mismas unidades que el flujo radiante, la eficacia luminosa de la radiación es entonces adimensional y a menudo se le denomina eficiencia luminosa o Coeficiente Luminoso y puede ser expresada como un porcentaje. También es usual elegir que unidades tales como la eficacia máxima posible, 683 lm/W, correspondan a una eficiencia del 100%. La distinción entre eficacia y eficiencia no es siempre mantenida con rigor en algunas publicaciones o escritos técnicos, por lo que no es raro ver eficiencias expresadas en lumenes por vatio y eficacias expresadas como un porcentaje.

[editar] Ejemplos

La siguiente tabla muestra las Eficacias y eficiencias luminosas de varias fuentes de luz:

Categoría

Tipo

Eficacia luminosa (lm/W)

Eficiencia luminosa5

vela

0.3

0.04%

gas natural

1–2

0.15–0.3%

100–200 W tungsteno incandescente (230 V)

13.86 –15.27

2.0–2.2%

100–200–500 W tungsteno halógeno (230 V)

16.78 –17.67 – 19.87

2.4–2.6–2.9%

5–40–100 W tungsteno incandescente (120 V)

5–12.69 –17.59

0.7–1.8–2.6%

lámparas fotográficas y de proyeccion

35 10

5.1%

LED blanco (sin fuente de alimantación)

4.5–150 11 12 13 14

0.66–22.0%

Combustión

Incandescente

Lámpara LED

4.1 W lámpara LED de Rosca Edison 58.5–82.9 15 (120 V)

7 W LED PAR20 (120 V)

28.6 16

8.6–12.1%

4.2%

30–50 17 18

4.4–7.3%

T12 tubo con balasto magnetico

60 19

9%

9–32 W fluorescente compacta

46–75 20 21 7

8–11.45% 22

T8 tubo con balasto electronico

80–100 19

12–15%

T5 tubo

70–104.2 23 24

10–15.63%

1400 W lámpara de sulfuros

100 25

15%

Lámpara de haluro metálico

65–115 26

9.5–17%

Lámpara de Sodio de Alta Presión

85–150 27 7

12–22%

Lámpara de Sodio de Baja Presión

100–200 27 28 7

15–29%

Lámpara de Arco Faros xenón

Fluorescente

Lámpara de descarga

Cuerpo negro a 5800 K truncado al 251 espectro visible

37%

Luz verde a 555 nm (máximo LER posible)

100%

Fuentes ideales 683,002

Energía lumínica De Wikipedia, la enciclopedia libre (Redirigido desde Energía luminosa) Saltar a navegación, búsqueda

En fotometría la energia luminosa es la energía fracción percibida de la energía transportada por la luz y que se manifiesta sobre la materia de distintas maneras, una de ellas es arrancar los electrones de los metales, puede comportarse como una onda o como si fuera materia, pero lo más normal es que se desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física. La energía lumínica es de hecho una forma de energía electromagnética. La energía luminosa no debe confundirse con la energía radiante.

Contenido [ocultar]        

1 Energía radiante 2 Energía lumínica absorbida 3 Organización 4 Energía Luminosa Absorbida 5 Energía lumínica visible 6 Invisible 7 Unidades 8 Véase también

[editar] Energía radiante Artículo principal: Energía radiante

La energía radiante es una cantidad objetiva que depende sólo de la intensidad de luz y del color de la luz. La intensidad de hecho está relacionada con el número de fotones por unidad de tiempo que inciden en una superficie y el color está relacionado con la longitud de onda o frecuencia de la luz incidente. De hecho la potencia lumínica asociada a una fuente es la tasa de transferencia de energía lumínica por unidad de tiempo y puede expresarse como:

Donde:

es el número de fotones de una cierta frecuencia

emitidos por unidades de

tiempo. , es la constante de Planck.

[editar] Energía lumínica absorbida

Panel solar.

En las situaciones prácticas la energía luminosa transferida a una superificie dependerá tanto de propiedades físico-químicas de esta como de factores geométricos como su orientación respecto a la dirección de incidencia de la luz. Esto tienen interés práctico por que a partir de la energía luminosa puede obtenerse bien directamente o bien indirectamente energía eléctrica. La 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 tranformar 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.

[editar] Organización La organización de la energía luminosa es específica en situaciones prácticas de factores geométricos con respecto a la luz.

[editar] Energía Luminosa Absorbida Forma directa involucrada en células fotovoltaicas, mientras que las otras calientan fluidos.

[editar] Energía lumínica visible De toda la energía lúmínica absorbible sólo una fracción es precibida por el ojo, que además presenta diferente sensitividad a la luz de diferentes colores. Por lo que una medida de la luz percibida debe ponderar diferente cada longitud de onda, así por ejemplo, el ojo presenta la máxima sensibilidad para longitudes entorno de 380nm a 780 nm.

[editar] Invisible Una luz con la misma energía radiante pero con longitud de onda más corta (0 nm a 380 nm) o más largas que 780 nm nm será percibida con menor energía lumínica.

Fotometría De Wikipedia, la enciclopedia libre (Redirigido desde Fotometria) Saltar a navegación, búsqueda Para otros usos de este término, véase Fotometría (desambiguación).

La fotometría es la rama de la Astronomía que se dedica a medir el brillo de los diferentes astros: estrellas, planetas, satélites, asteroides, cometas, etc. La escala de brillos de las estrellas fue establecida por el astrónomo griego Hiparco de Nicea, quien dividió estos brillos en cinco grados o magnitudes; más tarde, con la invención del telescopio por Galileo en 1609, se amplió la escala para incluir estos astros telescópicos, invisibles al ojo humano por su extrema debilidad. Los astros más brillantes (como el Sol) tienen magnitud negativa mientras que los más débiles la tienen positiva, siendo ésta tanto mayor cuanto más débiles son: el Sol tiene magnitud -26,8, Sirio -1,5, la Estrella Polar 2,12, Urano 5,8, Neptuno 7,2 y Plutón 13,6. Las estrellas más débiles que un telescopio profesional puede capturar es superior a la 25.

En el siglo XIX Norman Pogson determinó correctamente la escala de magnitudes, de tal manera que el salto de una magnitud a otra (por ejemplo de la 1ª a la 2ª, o de la 2ª a la 3ª) corresponde a un cambio igual a 2,512 veces, siendo este valor la raíz quinta de 100. Existen distintos métodos: fotometría visual, fotográfica, con fotómetro fotoeléctrico (fotometría fotoeléctrica) y más reciente con cámaras CCD (fotometría CCD); todos ellos trabajan en distintas bandas (Banda V, Banda B, etc.) según el filtro utilizado al efectuar las mediciones. Para efectuar estas mediciones se han definido unos sistemas fotométricos, los más conocidos de los cuales son el UBV de W. W. Morgan y Harold Johnson y el UBVRI de A. Cousins y J. Menzies. Si la precisión con la que se medían las magnitudes a mediados del s. XX era de una centésima, con el uso de la fotometría CCD se ha ampliado esta precisión a milésimas de magnitud: en 2006, a diezmilésimas de magnitud, en un estudio fotométrico del cúmulo abierto M67. En 2009 el satélite Kepler se lanzó al espacio con un sensor capaz de detectar cambios de 20 partes por millón (1/50.000)1