Intensidad luminosa - Luminous intensity

intensidad luminosa
Funciones de luminosidad fotópica (negra) y escotópica (verde). El fotópico incluye el estándar CIE 1931 (sólido), los datos modificados de Judd-Vos 1978 (punteados) y los datos de Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle 2005 (punteados). El eje horizontal es la longitud de onda en nm .
Símbolos comunes	Yo v
Unidad SI	candela
Otras unidades
En unidades base SI	CD
Dimensión	J

En fotometría , la intensidad luminosa es una medida de la potencia ponderada en longitud de onda emitida por una fuente de luz en una dirección particular por unidad de ángulo sólido , basada en la función de luminosidad , un modelo estandarizado de la sensibilidad del ojo humano . La unidad SI de intensidad luminosa es la candela  (cd), una unidad base SI .

La fotometría se ocupa de la medición de la luz visible tal como la perciben los ojos humanos. El ojo humano solo puede ver la luz en el espectro visible y tiene diferentes sensibilidades a la luz de diferentes longitudes de onda dentro del espectro. Cuando se adapta a condiciones brillantes ( visión fotópica ), el ojo es más sensible a la luz amarillo verdosa a 555 nm. La luz con la misma intensidad radiante en otras longitudes de onda tiene una intensidad luminosa más baja. La curva que mide la respuesta del ojo humano a la luz es un estándar definido, conocido como función de luminosidad . Esta curva, denominada V (λ) o , se basa en un promedio de datos experimentales muy diferentes de científicos que utilizan diferentes técnicas de medición. Por ejemplo, las respuestas medidas del ojo a la luz violeta variaron en un factor de diez. ${\ Displaystyle \ textstyle {\ overline {y}} (\ lambda)}$

Relación con otras medidas

La intensidad luminosa no debe confundirse con otra unidad fotométrica, el flujo luminoso , que es la potencia total percibida emitida en todas las direcciones. La intensidad luminosa es la potencia percibida por unidad de ángulo sólido . Si una lámpara tiene una bombilla de 1 lumen y la óptica de la lámpara está configurada para enfocar la luz de manera uniforme en un haz de 1 estereorradián , entonces el haz tendría una intensidad luminosa de 1 candela. Si se cambiara la óptica para concentrar el haz en 1/2 estereorradián, entonces la fuente tendría una intensidad luminosa de 2 candelas. El haz resultante es más estrecho y brillante, aunque su flujo luminoso permanece sin cambios.

La intensidad luminosa tampoco es lo mismo que la intensidad radiante , la correspondiente cantidad física objetiva utilizada en la ciencia de medición de la radiometría .

Unidades

Al igual que otras unidades base del SI, la candela tiene una definición operativa: se define mediante la descripción de un proceso físico que producirá una candela de intensidad luminosa. Por definición, si uno construye una fuente de luz que emite luz verde monocromática con una frecuencia de 540 THz, y que tiene una intensidad radiante de 1/683  vatios por estereorradián en una dirección dada, esa fuente de luz emitirá una candela en la dirección especificada. .

La frecuencia de la luz utilizada en la definición corresponde a una longitud de onda en un vacío de 555 nm, que está cerca del pico de la respuesta del ojo a la luz. Si la fuente emitiera uniformemente en todas las direcciones, el flujo radiante total sería de aproximadamente 18,40 mW, ya que hay 4π estereorradianes en una esfera. Una vela típica produce aproximadamente una candela de intensidad luminosa.

Antes de la definición de la candela, se usaban una variedad de unidades para la intensidad luminosa en varios países. Estos se basaban típicamente en el brillo de la llama de una "vela estándar" de composición definida, o en el brillo de un filamento incandescente de diseño específico. Uno de los estándares más conocidos fue el estándar inglés : la potencia de las velas . La potencia de una vela era la luz producida por una vela de espermaceti puro que pesaba un sexto de libra y se quemaba a una velocidad de 120  granos por hora. Alemania, Austria y Escandinavia utilizaron Hefnerkerze , una unidad basada en la salida de una lámpara Hefner . En 1881, Jules Violle propuso el Violle como una unidad de intensidad luminosa, y se destacó como la primera unidad de intensidad luminosa que no dependía de las propiedades de una lámpara en particular. Todas estas unidades fueron reemplazadas por la definición de candela.

Uso

La intensidad luminosa de la luz monocromática de una longitud de onda particular λ viene dada por

${\ Displaystyle I _ {\ mathrm {v}} = 683 \ cdot {\ overline {y}} (\ lambda) \ cdot I _ {\ mathrm {e}},}$

dónde

I _v es la intensidad luminosa en candelas (cd),

Es _decir , _e es la intensidad radiante en vatios por estereorradián (W / sr),

${\ Displaystyle \ textstyle {\ overline {y}} (\ lambda)}$es la función de luminosidad estándar .

Si está presente más de una longitud de onda (como suele ser el caso), se debe sumar o integrar sobre el espectro de longitudes de onda presentes para obtener la intensidad luminosa:

${\ Displaystyle I _ {\ mathrm {v}} = 683 \ int _ {0} ^ {\ infty} {\ overline {y}} (\ lambda) \ cdot {\ frac {dI _ {\ mathrm {e}} ( \ lambda)} {d \ lambda}} \, d \ lambda.}$

Ver también

• Brillo
• Sistema internacional de cantidades
• Resplandor

Referencias

Datos de curvas

Cantidades de fotometría SI

• v
• t
• mi

Cantidad		Unidad		Dimensión	Notas
Nombre	Símbolo	Nombre	Símbolo	Símbolo
Energía luminosa	Q v	lumen segundo	lm ⋅s	T J	El segundo lumen a veces se llama talbot .
Flujo luminoso , potencia luminosa	Φ v	lumen (= candela estereorradián )	lm (= cd⋅sr)	J	Energía luminosa por unidad de tiempo
Intensidad luminosa	Yo v	candela (= lumen por estereorradián)	cd (= lm / sr)	J	Flujo luminoso por unidad de ángulo sólido
Luminancia	L v	candela por metro cuadrado	cd / m 2 (= lm / (sr⋅m 2 ))	L −2 J	Flujo luminoso por unidad de ángulo sólido por unidad de área de fuente proyectada . La candela por metro cuadrado a veces se llama liendre .
Iluminancia	E v	lux (= lumen por metro cuadrado)	lx (= lm / m 2 )	L −2 J	Incidente de flujo luminoso en una superficie
Exitancia luminosa, emitancia luminosa.	M v	lumen por metro cuadrado	lm / m 2	L −2 J	Flujo luminoso emitido desde una superficie
Exposición luminosa	H v	lux segundo	lx⋅s	L −2 T J	Iluminancia integrada en el tiempo
Densidad de energía luminosa	ω v	lumen segundo por metro cúbico	lm⋅s / m 3	L −3 T J
Eficacia luminosa (de radiación)	K	lumen por vatio	lm / W	M −1 L −2 T 3 J	Relación de flujo luminoso a flujo radiante
Eficacia luminosa (de una fuente)	η	lumen por vatio	lm / W	M −1 L −2 T 3 J	Relación entre el flujo luminoso y el consumo de energía
Eficiencia luminosa, coeficiente luminoso.	V			1	Eficacia luminosa normalizada por la máxima eficacia posible
Ver también: SI  · Fotometría  · Radiometría