Conceptes bàsics d'il·luminació i llum

Reflexió

La reflexió és la devolució d'un raig lluminós per una superfície sobre la qual xoca, sense canviar les radiacions que el componen. Aquesta característica és important tenir-la present en la fabricació dels reflectors dels aparells d'enllumenat. Hi ha 3 tipus:

• Regular o especular: La reflexió és regular quan la llum reflectida forma amb la perpendicular a la superfície reflectant, el mateix angle que la llum incident o d'entrada. Aquest tipus de reflexió es presenta en els metalls polits i en els líquids.
• Difusa: La reflexió és difusa quan el raig incident es difon en totes direccions. És la reflexió típica de les superfícies amb acabats mats, com paper, neu, etc.
• Mixta: La reflexió es denomina mixta, quan és intermèdia entre les altres dues, és a dir que una part de la llum incident es reflecteix i l'altra es difon. Aquest tipus de reflexió és típic dels metalls no polits, el paper brillant, les superfícies envernissades, etc.

Difusió

La difusió de la llum és el canvi de forma que experimenta un feix de raigs lluminosos en desviar-se en múltiples direccions, però sense alterar les seves radiacions, a causa d'una superfície o qualsevol altre mitjà interposat. Aquesta característica és necessari tenir-la molt en compte per a la fabricació d'elements difusors de les pantalles o armadures d'enllumenat, quan es vol aconseguir una il·luminació càlida i sense reflexos molestos.

Transmissió lluminosa

La transmissió lluminosa és el pas d'un raig de llum a través d'un medi, sense canviar les radiacions que el componen. Hi ha 3 tipus:

• Regular: La transmissió regular és la que proporcionen els cossos transparents, com pot ser el vidre o els plàstics transparents.
• Difusa: Aquest tipus de transmissió és la que proporcionen els cossos translúcids, com el vidre esmerilat. S'empra molt en difusors lumínics, ja que proporciona una il·luminació molt agradable.
• Mixta: Aquest tipus de transmissió és intermèdia entre les dues anteriors, i la presenten els vidres orgànics (fets de polímers plàstics) i els vidres de superfícies rugoses. S'empra molt en llums decoratius.

Flux lluminós

El flux lluminós (o potència lluminosa) és el flux total lumínic emès o radiat en totes direccions per una font de llum per unitat de temps. És la capacitat de radiació lluminosa valorada per l'ull humà. La seva unitat de mesura és el lumen (lm). Conceptualment es pot associar al watt de potència. La magnitud es representa amb el símbol ϕ.

Un lumen es defineix com el flux lluminós que emet un punt de llum quan la seva intensitat lluminosa és d'una candela (1 cd). El flux luminós determina l'eficiència de les instal·lacions lumíniques, i es fa servir per al càlcul del rendiment lluminós de fonts de llum. Es calcula: Quantitat de llum/temps.

Rendiment lluminós

El rendiment lluminós d'una làmpada o font de llum és el quocient entre el flux lluminós que emet, expressat en lúmens, i la potència consumida, expressada en watts. Rendiment lluminós: lm/Watts.

Quantitat de llum o cabal lluminós

Quantitat de llum o cabal lluminós (Q): És el producte del flux lluminós pel temps, i s'expressa generalment en lúmens per hora o lúmens per segon. Quantitat de llum = Q = ϕ · t El cabal lluminós s'utilitza per al càlcul del rendiment de les lluminàries i en processos fotogràfics i fotoquímics.

Intensitat lluminosa

Intensitat lluminosa és el flux lluminós emès o radiat en una direcció donada per una font de llum durant una unitat de temps per un angle sòlid.

Luminància o brillantor

Luminància o brillantor És la intensitat lluminosa emesa per una superfície reflectora aliena a la font lluminosa. És la intensitat lluminosa per unitat de superfície que emet la senyal reflectida de la font de llum. La luminància és la magnitud que l'ull pot detectar, mesura la brillantor de les fonts de llum o dels objectes tal com els veu l'ull humà.

Nivell d'il·luminació o il·luminància

El nivell d'il·luminació, també anomenat il·luminància és el flux lluminós que incideix sobre una superfície. La unitat de mesura del nivell d'il·luminació en el SI és el lux (lx) i es defineix com la il·luminació que produeix un lumen que incideix sobre una superfície d'un metre quadrat.

La luminància és una sensació subjectiva de la claredat d'una font de llum o d'un objecte reflectiu, que pot ser considerada també com el grau d'enlluernament, perquè la llum es fa visible només quan és rebutjada per un objecte.

Temperatura de color

Temperatura de color (K) Es va idear un sistema pensat per mesurar la qualitat cromàtica de la llum. La temperatura de color d'una font de llum es defineix comparant el seu color dins l'espectre lluminós amb el de la llum que emetria un cos negre escalfat a una temperatura determinada.

Uniformitat

Uniformitat Es parla d'uniformitat del nivell d'il·luminació proporcionat sobre una superfície de referència. Generalment no tindrem un nivell d'il·luminació uniforme al 100% però cal tenir en compte aquesta magnitud per al confort i la visió.

Enlluernament

L'enlluernament és una pèrdua o disminució de la capacitat visual degut a l'excés de luminància (o brillantor) de l'objecte que s'observa. Es produeix enlluernament quan l'elevada intensitat de la llum penetra a l'ull i les cèl·lules de la retina no són capaces de generar-se a la velocitat suficient.

Contrast

El contrast mesura la relació entre la luminància (brillantor) d'un objecte i la luminància (brillantor) del seu fons.

Equilibri lumínic

L'equilibri lumínic ve a ser la uniformitat en 3D que observem a l'espai. La il·luminació d'una superfície, o d'una habitació, o d'una aula com la de l'Institut no és igual a totes les zones, però l'ull humà observa el conjunt com una il·luminació uniforme.

Llei de la inversa del quadrat de la distància

Llei de la inversa del quadrat de la distància: El nivell d'il·luminació que produeix una font de llum quan incideix perpendicularment sobre un o més plans és directament proporcional a la intensitat lluminosa i inversament proporcional al quadrat de la distància entre el pla i la font.

Llei del cosinus

Llei del cosinus: Quan la direcció de la llum forma un determinat angle amb la superfície sobre la qual incideix, la luminància es calcula aplicant la llei de la inversa del quadrat de la distància, i hi afegim la multiplicació pel cosinus de l'angle corresponent.

Il·luminància horitzontal

Il·luminància horitzontal: La il·luminació en un punt situat en el pla horitzontal s'anomena il·luminància horitzontal Eh i la il·luminància vertical quan el punt està situat en un pla vertical s'anomena il·luminància vertical Ev.

Llei de Lambert

Llei de Lambert: Aquesta llei només és aplicable sobre superfícies emissores o difuses. Són un tipus de superfícies en les quals no importa l'angle des del qual s'observen, perquè sempre donen la mateixa sensació de lluminositat.