Que es una fuente luminosa luminiscente

Naturaleza y carácterísticas de la luz:

La luz es una radiación electromagnética en la cual se propaga la energía a través del espacio, dividiendo esta radiación de acuerdo a su espectro de frecuencias, tendríamos:

RADIACIÓN INFRARROJA:(750 GHz - 3 Thz.)

No es una luz visible y se manifiesta en el cuerpo en forma de calor.
1 Thz = Terahercio =10¹² Hz.

Radiación ULTRAVIOLETA: (769 Thz. - 30.000 Thz)

No es una radiación visible, actúa en el cuerpo produciendo el bronceado.

Radiación VISIBLE: (384 Thz - 769 Thz.)

Esta tipo de radiación provoca en los ojos, las sensaciones visuales que constituyen los colores. La luz se puede producir de diferentes formas, siendo las mas usuales:
* Calentando un cuerpo sólido hasta la incandescencia
* Provocando un arco eléctrico entre dos electrodos.

Características DE LA LUZ:

Se transmite mediante ondas senoidales
No requiere ningún medio material para propagarse.
Se transmite en todas las direcciones, pero siempre en línea recta.
La velocidad de propagación es de 300.000 Km./s

Parámetros Básicos DE UNA FUENTE DE LUZ:

FLUJO LUMINOSO: Es la cantidad de rayos de luz o cantidad de energía, que irradia una fuente en la unidad de tiempo. Su unidad básica es vatio-luz o LUMEN (lm)
. Un lumen es la cantidad de flujo incidente sobre una superficie de un metro cuadrado. (1W-luz = 621 lm).
Símbolo = flujo
UNIDAD = lm
INTENSIDAD LUMINOSA:
Es el flujo luminoso emitido por un foco, respecto a la unidad del ángulo sólido, por lo que su valor es diferente en cada dirección. Su unidad es la candela (Cd)  Intensidad luminosa = flujo/ w                  símbolo= I              unidad = Cd

ILUMINANCIA

E = flujo/ S lux = lumen / m²

LUMINANCIA:

Hasta ahora hemos hablado de magnitudes que informan sobre propiedades de las fuentes de luz (flujo luminosos)
O (Intensidad luminosa)
O sobre la luz que llega a una superficie (Iluminancia).

Pero no hemos dicho nada de la luz que llega al ojo que a fin de cuentas es la que vemos. De esto trata la luminancia.
Podemos decir que la Luminancia es la luz que recibimos de los objetos.
Se define como 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).

LA DESCARGA Eléctrica EN UN GAS :

En un tubo de vidrio completamente estanco, introducimos un gas a una presión determinada. Inicialmente el gas es totalmente neutro, pero bajo determinadas condiciones, este gas se puede hacer conductor. En la parte interna de los extremos del tubo se colocan dos electrodos, que salen al exterior por dos conductores, a través de los cuales le aplicamos corriente eléctrica. Se alimenta el circuito con corriente eléctrica, colocando en serie una resistencia variable, para poder controlar la tensión aplicada. Cuando esto ocurre el gas se ioniza produciendo iones, molécula y átomos cargados eléctricamente y se inicia una corriente denominada de descarga.
La intensidad de la corriente de descarga dependerá de: Tensión aplicada a los electrodos.
Separación de los electrodos. Tipo de gas. Presión del gas.

Dependiendo de la tensión aplicada a los electrodos, la intensidad de descarga varia de la siguiente forma ( ver curva). La zona que corresponde a la descarga luminiscente, también denominada independiente o autónoma es la comprendida entre los puntos A y B
Se caracteriza porque se ilumina el gas levemente y por que la corriente aumenta de valor aunque se mantenga constante la tensión entre sus electrodos. Las lámparas de neón o xenón, trabajan en este margen. Al no producirse emisión térmica de los electrones, a este tipo de lámparas se las denomina de cátodo frío.

Divididas en lámparas de destellos con vapor de xenón de media presión y una descarga de breve duración y lámparas de descarga permanente con vapor de xenón a alta presión y descarga eléctrica permanente.

CON DESTELLOS:

Entre las aplicaciones de estas lámparas están la de las luces estroboscópicas de las aeronaves.
Para producir el destello, se debe de alimentar una tensión elevada, operación que se consigue con la descarga de un condensador cuya energía es absorbida por la lámpara.

DE DESCARGA PERMANENTE:

En este caso la presión de xenón debe de ser muy alta, ya que deben de ser capaces de proporcionarnos flujos luminosos muy potentes. La luz que proporciona es muy blanca con tonalidades similares a la luz solar.

VENTAJAS :

No necesitan los elevados tiempos de encendido y enfriamiento como las de vapor de Mercurio.
Al ser lámparas de cátodo frío, para promover el encendido, necesita una tensión extremadamente alta, de 50 a 90 KV durante un breve espacio de tiempo.
La zona C-D de la curva, es la zona de descarga de arco. Los tubos de vapor de Mercurio o sodio, trabajan en esta zona
Este tipo de lámparas se denominan de cátodo caliente, ya que la emisión de electrones se produce por el calentamiento del cátodo.
Este tipo de lámpara tiene como inconvenientes principales:
El tiempo que necesita para alcanzar su régimen normal de funcionamiento (de 2 a 4 segundos) Una vez apagada hay que esperar que baje la temperatura para volver a encenderla.
Como principales ventajas son:
El mayor tiempo de vida útil (cuatro veces superior)
Un gran rendimiento luminoso

LAMPARAS DE VAPOR DE SODIO:

Otra variedad en las lámparas de cátodo caliente, es la de vapor de sodio, gas introducido en el interior de la ampolla de vidrio, de funcionamiento similar a las luminiscentes, la radiación obtenida es monocromática. 

VENTAJAS:

Excelente rendimiento luminoso, elevada vida útil y gran visión de los detalles. 

INCONVENIENTES:

Tiempo largo para el encendido, acusada deformación de colores y baja luminancia no aconsejada para interiores.

LAMPARA FLUORESCENTE:

Este tipo de lámpara es una variedad de la de vapor de Mercurio, en las que la presión de vapor es baja. La descarga se produce en un tubo de cristal de pequeño diámetro y de gran longitud, en cuyo interior se ha depositado argón y vapor de Mercurio y sobre sus paredes interiores un material fluorescente.  La corriente aplicada provoca la emisión de electrones libres de los electrodos, que impactan en los átomos del gas que hay en el interior; esto produce una luz ultravioleta invisible que al incidir en la película fluorescente produce una luz blanca. Esta conversión de color se denomina fluorescencia  Algunas de esta lámparas fluorescentes, necesitan un caldeo rápido de sus electrodos antes de establecer el arco, para esto se utilizan unos interruptores térmicos denominados cebadores.  La puesta en marcha requiere una tensión superior a la normal, por lo que lleva en serie una reactancia (balastro), que produce una sobretensión en los electrodos necesaria para producir la descarga.  Para compensar el desfase producido entre la corriente y la tensión en la reactancia, se coloca un condensador VENTAJAS:
Gran variedad en tonalidades de color, espectro de frecuencias similar a luz natural y un gran rendimiento.  

LAMPARAS INCANDESCENTES:

Estos dispositivos luminosos, son capaces de generar una radiación visible, haciendo pasar una corriente eléctrica a través de un filamento resistivo.  La operación de la bombilla incandescente es muy simple. Una corriente eléctrica pasa a través de un filamento de tungsteno, muy fino, este da a los electrones un estado de energía muy alto con un movimiento incrementado. Este aumento del movimiento hace que el conductor tienda a calentarse. Los electrones sólo permanecen en un nivel de energía alto por un período corto de tiempo. A medida que van volviendo a un nivel de energía más bajo, el exceso de energía se va eliminando en forma de fotones de luz. Esto da la apariencia de hacer el filamento incandescente. El montaje del filamento se lleva a cabo en el interior de un vidrio para evitar la transferencia de la temperatura. El filamento está formado por pequeñas bobinas, montadas sobre varillas de vidrio y el lote se encapsula en una cubierta de vidrio . La cubierta de vidrio se llena entonces con el gas como se requiere y se cementa a la base  La lámpara incandescente tiene alrededor del 5% de eficiencia, puesto que pierde la mayor parte de su energía como energía calorífica y como radiación invisible.

LAMPARAS HALOGENAS

Una opción más eficiente es la lámpara halógena. Los halógenos son un nombre dado a un grupo de elementos que tienen una órbita de Valencia con un electrón ausente fluorir es decir, cloro, bromo y yodo, Lo que esto significa básicamente, es que en cualquier reacción quieren ganar un electrón.

Los metales son lo contrario, tienen una órbita de Valencia con uno o dos electrones y como tal, quiere ceder un electrón en cualquier reacción. Cuando halógenos y metales se reúnen en las condiciones adecuadas, se forma un enlace iónico. Las lámparas de este tipo, tienen una envoltura de cuarzo y se rellena de halógeno.
Durante el uso el filamento de tungsteno, se va vaporiza lentamente y en circunstancias normales se deposita en la cara interior, reduciendo así la salida de luz.

El relleno de halógeno mantiene la envolvente limpia por la reacción química con el tungsteno depositado de vapor. La reacción en realidad va un paso más allá con el tungsteno vaporizado, y se vuelve a depositar sobre el filamento, extendiendo así su vida.
La lámpara halógena tiende a dar una luz brillante Esto es excelente para el trabajo en el exterior , pero no es tan deseable para el uso en interiores.

Algunos fabricantes de automóviles han empezado a utilizar lámparas de cuarzo yodo como faros. Lo mismo ocurre en los aviones con las luces de aterrizaje, etc.
La sustitución de este tipo de lámparas, necesitan unas precauciones especiales, como el uso de aceites naturales de la piel que será depositado en el exterior de la envoltura
Use siempre guantes de protección adecuados al manipular este tipo de lámpara.

LED (DIODO EMISOR DE LUZ)

El LED es un diodo que produce luz visible (o invisible, infrarroja) cuando se encuentra polarizado directamente. El voltaje de polarización de un LED varía desde 1.8 V hasta 2.5 V, y la corriente necesaria para que emita la luz va desde 8 mA hasta los 20 mA.

En cualquier uníón P-N polarizada directamente, dentro de la estructura y principalmente cerca de la uníón, ocurre una recombinación de huecos y electrones (al paso de la corriente). Esta recombinación requiere que la energía que posee un electrón libre no ligado se transfiera a otro estado. En todas las uniones P-N una parte de esta energía se convierte en calor y otro tanto en fotones.
En el Si y el Ge el mayor porcentaje se transforma en calor y la luz emitida es insignificante. Por esta razón se utiliza otro tipo de materiales para fabricar los LED's, como Fosfuro Arseniuro de Galio (GaAsP) o fosfuro de Galio (GaP).

El uso de los LED es algo restrictivo aún, ya que no proporciona suficiente luz para sistemas de iluminación, sino que se utilizan muy ampliamente para sistemas de indicación en la aeronave. Se utilizan en formatos de siete segmentos y se utilizan para la fibra de transmisión óptica. Son indicadores útiles, ya que son muy eficientes, sin necesidades de adicionales, siendo otra ventaja importante la poca transmisión de calor.