Fundamentos de Luminotecnia y Teoría de la Luz

Conceptos fundamentales de luminotecnia

¿Qué son los lúmenes?

El lumen puede definirse, por consiguiente, como una cierta cantidad de energía radiante emitida por segundo, ponderada respecto de la sensibilidad espectral del ojo humano.

Flujo luminoso

El flujo luminoso expresa la cantidad total de luz emitida por segundo por una fuente de luz. Se designa por el símbolo phi (Φ) y su unidad es el lumen (lm).

Intensidad luminosa

La intensidad luminosa es un concepto que expresa la concentración de luz radiada por segundo en una dirección específica. Se designa por el símbolo I y su unidad es la candela (cd).

Iluminancia (E)

La iluminancia es la cantidad de luz, o flujo luminoso, que incide sobre la unidad de superficie. Se designa por el símbolo E. La unidad es el lux (lx). Un lux es igual a un lumen por metro cuadrado (lm/m²).

Luminancia (L)

La luminancia es el concepto que representa la intensidad luminosa emitida por unidad de superficie en una dirección específica. La luminancia se designa por el símbolo L y su unidad es la candela por metro cuadrado (cd/m²).

Teoría de la luz

Teoría ondulatoria de Maxwell

La radiación electromagnética y, por tanto, la luz, está formada por una serie de ondulaciones u «ondas» que se propagan en campos de fuerza eléctricos y magnéticos omnipresentes.

Teoría cuántica de Planck

Todas las formas de radiación consisten en porciones indivisibles de energía, muy pequeñas, llamadas «cuantos». Se piensa que los distintos tipos de radiación electromagnética consisten en cuantos de diferente contenido energético; los de energía más alta se corresponden con las longitudes de onda más cortas de Maxwell.

Tipos de reflexión de la luz

• Reflexión dispersada: Es esencialmente especular, pero con el haz reflejado dispersado dentro de un cierto ángulo. La superficie de una carretera mojada puede constituir un buen ejemplo.
• Reflexión compuesta: Consiste en una reflexión difusa con una componente dominante en la dirección especular. Las superficies pintadas y el papel satinado (casi opaco) presentan esta forma de reflexión.

Fotoluminiscencia

La fotoluminiscencia es producida por la acción de otras radiaciones de distinta longitud de onda. A su vez, puede ser:

• Fluorescencia: Conversión de radiación ultravioleta en visible (lámparas fluorescentes). Es una fotoluminiscencia simultánea, puesto que el tiempo transcurrido entre la excitación y la emisión es inferior a 10^-8 segundos.
• Fosforescencia: Fotoluminiscencia retardada, en la que existe emisión de luz durante cierto tiempo después de que ha cesado la excitación.

Índice de reproducción cromática (IRC o Ra)

El índice de reproducción cromática (IRC) caracteriza la capacidad de reproducción cromática de los objetos iluminados con una fuente de luz. El IRC ofrece una indicación de la capacidad de la fuente de luz para reproducir colores normalizados.

Temperatura de color y el cuerpo negro

La temperatura determina el color de un cuerpo negro. Este término define la impresión de color que se obtiene de un cuerpo incandescente a esa temperatura. Por tanto, un cuerpo negro con una temperatura de color de 1000 K será rojo, uno de 2000 K amarillo, otro de 6000 K blanco, y así sucesivamente.

Termorradiación

Se define como termorradiación a la emisión de energía radiante que depende exclusivamente de la temperatura del material. A la parte de esta radiación emitida dentro del espectro visible se la denomina incandescencia.

Aspecto fisiológico del ojo humano

En el centro del iris existe un orificio denominado «pupila». El conjunto actúa como un verdadero diafragma.

La parte del ojo comprendida entre la córnea y el cristalino (cámara anterior) está ocupada por un líquido salado llamado humor acuoso.

Entre el cristalino y la retina (cámara vítrea), el ojo está lleno de una sustancia gelatinosa llamada humor vítreo. Gracias a esta se mantiene la forma del ojo.

Bastoncillos y conos

La retina es el comienzo del sistema nervioso que conduce al cerebro. Está constituida por más de un centenar de millones de terminaciones nerviosas sensibles a la luz, de dos tipos, que, en función de su forma, reciben el nombre de bastoncillos y conos.

Los bastoncillos están distribuidos de modo bastante uniforme sobre la retina, con la excepción del centro en el eje visual, donde faltan completamente; este lugar se denomina fóvea central. Los conos, por el contrario, se concentran en la fóvea y son escasos en otras partes de la retina.

Los bastoncillos poseen una elevada sensibilidad a la luz; a ellos se debe principalmente la detección de las formas y movimientos. Sin embargo, no pueden distinguir los colores.