La Llum i la Visió Humana: Conceptes Clau

Què és la Llum? Definició i Espectre Visible

El que s’entén com a llum o radiació lluminosa es pot definir com aquella radiació electromagnètica a la qual els nostres ulls hi són sensibles. Que una determinada radiació sigui percebuda com a llum depèn de la seva longitud d’ona.

La radiació electromagnètica de longitud d’ona més curta que la llum violeta (λ < 380 nm) rep el nom de radiació ultraviolada i la que té una λ més llarga de 780 nm s’anomena infraroja.

Altres tipus de radiació electromagnètica inclouen els raigs gamma, els raigs X, les ones de TV i les ones de ràdio.

Components de la Llum: Directa, Difusa i Reflectida

Els fenòmens de difracció, absorció, refracció, etc., que es produeixen quan la radiació arriba a l’atmosfera són els que fan que la volta del cel es vegi lluminosa i blava, i que la puguem considerar com una font lluminosa difusa, igual que els objectes que ens envolten els considerem com a fonts de llum reflectida. La llum que arriba directament de la font (com el sol) s'anomena llum directa.

La quantitat de radiació difusa que es pot rebre en un lloc varia en funció de molts factors (ubicació, claredat del dia, porció de la volta del cel que es veu, etc.), però en cap cas és menyspreable.

La Visió Humana: Com Percebem la Llum

Tot i que hi ha diverses teories, es pot definir la llum o espectre visible com les ones electromagnètiques que tenen una longitud d’ona λ a la qual els nostres ulls hi són sensibles. Aquest interval és el comprès entre 380 i 780 nanòmetres.

Elements Clau de l'Ull per a la Visió

Hi ha tres elements que són cabdals per a la visió:

• El cristal·lí: És la part de l’ull que permet enfocar els objectes. Fa la mateixa funció que la lent d’una màquina fotogràfica. La diferència és que en fotografia la lent és sòlida i l’enfoc es produeix variant la distància focal entre la lent i la superfície sensible, mentre que el cristal·lí és elàstic i l’enfoc es realitza variant-ne el bombament mitjançant els músculs ciliars.
• La pupil·la: També coneguda com a nineta de l’ull, és la part que regula la quantitat de llum que hi entra. D’aquesta manera es protegeix la part interna de l’ull. Fa la mateixa funció que el diafragma de les màquines fotogràfiques.
• La retina: Situada al fons de l’ull, és la superfície on es projecten les imatges, que són recollides per terminals nerviosos i transportades al cervell per al seu processament. En les màquines fotogràfiques, aquest és el paper de la pel·lícula o del sensor.

Cèl·lules Fotosensibles de la Retina: Bastonets i Cons

La retina és on es troben les cèl·lules fotosensibles. N’hi ha, bàsicament, de dos tipus: els bastonets i els cons. Reben el nom de la seva forma i tenen funcions diferents.

• Els bastonets: Són sensibles a la quantitat de llum sense distinció de la longitud d’ona, és a dir, poden funcionar amb poca llum però sense distingir colors. Per això, en situacions de baixa il·luminació costa identificar els colors.
• Els cons: Són sensibles a la quantitat i qualitat de la llum (a la longitud d’ona), és a dir, permeten distingir colors. Ara bé, per fer-ho correctament necessiten una gran quantitat de llum.

Tipus de Visió segons la Llum: Fotòpica, Mesòpica, Escotòpica

La visió es classifica segons el nivell de llum i les cèl·lules implicades:

• Visió fotòpica: Visió en condicions de bona il·luminació, principalment amb els cons (percepció del color).
• Visió escotòpica: Visió en condicions de molt baixa il·luminació, principalment amb els bastonets (sense percepció del color).
• Visió mesòpica: Visió en condicions intermèdies de llum, on intervenen ambdós tipus de cèl·lules.

Contrast i Enlluernament en Il·luminació

En il·luminació, el contrast és la diferència de brillantor entre dues situacions lumíniques determinades. Cal, però, que la relació entre les brillantors dels objectes que es perceben simultàniament es mantingui dins d’uns límits. En cas contrari, es produeix el fenomen de l’enlluernament.

Es podria definir, doncs, l’enlluernament com l’efecte pertorbador de la visió provocat per l’excés de contrast entre la brillantor (luminància) dels objectes que entren dins del camp de visió.