iluminacion

ALGUNOS TEMAS DE
ILUMINACIÓN
(NOTAS)

Este material fue preparado dentro del Proyecto de fin de carrera
de los estudiantes Diego Alvarez y Ricardo Mosquera, dirigido
por los docentes Ing. Mario Vignolo e Ing. Gonzalo Casaravilla.

Setiembre 2000

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CONCEPTOS BÁSICOS
Este capítulo se refiere al conocimiento básico necesario para la comprensión adecuada
del desarrollo teórico que severá a continuación. Se pretende unificar conceptos y
definir unidades de trabajo de las distintas magnitudes que se utilizarán en el presente
trabajo.

LA LUZ
La luz es una manifestación de energía que puede obtenerse calentando hasta la
incandescencia sólidos o gases. Puede definirse como la energía radiante que incide
sobre la retina del ojo humano produciendo la sensación visual.
Enel siguiente desarrollo tendremos en cuenta la naturaleza ondulatoria de la luz, y las
características particulares de percepción del ojo humano considerando que el mismo
no es un observador objetivo de las radiaciones que percibe, sino que en unas
circunstancias de luminosidad tiene preferencias por determinadas longitudes de onda,
y en otras circunstancias por otras longitudes de onda (efectoPurkinje). La porción
visible del espectro lumínico se extiende desde los 380 a 770 nm aproximadamente,
encontrándose el máximo de percepción en los 550 nm.

MAGNITUDES Y UNIDADES
ÁNGULO SÓLIDO
Consideremos un elemento de área ∆A sobre una superficie esférica. El ángulo sólido
∆Ω subtendido por ∆A en el centro de la esfera se define como el cociente
∆Ω =

∆A
r2

siendo r el radio dela esfera. Como ∆A y r 2 tienen dimensiones de longitud al
cuadrado, el ángulo sólido no tiene dimensión.
La unidad del ángulo sólido es el estereorradián (sr). Puesto que el área total de una
esfera es de 4πr 2 , el ángulo sólido total subtendido por una esfera es

4πr 2
= 4π estereorradianes
r2
Existe una estrecha analogía entre el ángulo sólido y el ángulo plano ordinario, que sedefine como el cociente de un elemento de longitud de arco de circunferencia
∆s dividido por el radio de la misma:

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θ=

∆s
radianes
r

El ángulo plano total subtendido por una circunferencia es 2π radianes.
En la siguiente figura el elemento de área ∆A no es perpendicular a las líneas radiales
que salen de O. El versor n normal al elemento de área forma un ángulo θ con el
versorradial r . En este caso el ángulo sólido subtendido por ∆A es
r

r

∆A cosθ
∆A

r

r
O
n

∆An ⋅ r ∆A cos θ
=
r2
r2
r r

∆Ω =

FLUJO LUMINOSO
En los manantiales luminosos se produce la transformación de un tipo de energía en
energía luminosa. Se define el Flujo Radiante como la energía radiante emitida por
una fuente luminosa por unidad de tiempo.
El Flujo luminoso es laparte del flujo radiante que sensibiliza al ojo humano. Lo
representaremos por el caracter Φ. Su unidad es el Lumen (lm), el cual se define como
el flujo luminoso emitido por una fuente puntual de intensidad luminosa uniforme de
una candela, dentro de un ángulo sólido de un estereorradian.

INTENSIDAD LUMINOSA
La Intensidad Luminosa (I) de una fuente puntual de luz en una direccióndeterminada
es el cociente entre el flujo luminoso que abandona la fuente y se propaga en un
elemento de ángulo sólido que contiene la dirección en cuestión, y dicho elemento de
ángulo sólido. Esto es:

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I

dΦ

dΩ
Fuente puntual

I=

dΦ
dΩ

Su unidad es la Candela (cd), la cual se define como un sesentavo de parte de la
intensidad luminosa de 1 cm2 de platino fundido a unatemperatura de 2046 ºK.
Es importante observar que para una fuente puntual, la intensidad luminosa en una
dirección determinada es independiente de la distancia a la fuente.

ILUMINANCIA
Considérese un punto (P) en una superficie y alrededor de ese punto un diferencial de
área de la superficie en cuestión.
dΦ

P

dA

La Iluminancia en un punto de una superficie es el flujo incidente por...