TERMODINAMICA

APUNTES DE LUMINOTECNIA
Rafael Illanes Muñoz
Profesor Titular de Electrotecnia.
Dpto. Ingeniería Forestal.
Universidad Politécnica de Madrid
tel. 913367098

1. Introducción.
2. Definición de luz y su naturaleza.
La luz es el conjunto de radiaciones detectables por el sentido de la vista.
Newton atribuyó a la luz una naturaleza corpuscular: Emisión de partículas de naturaleza
imprecisapor parte de una fuente.
Más tarde se comprobó que se comportaba como una onda. Con el descubrimiento de las ondas
electromagnéticas se vio que la luz eran ondas de este tipo.(Maxwell).
La velocidad de propagación de las ondas en el vacío es: c=3⋅108 m/s,
y existe la relación: µ0⋅ε0⋅c2 = 1
Se define longitud de onda λ = c/f, siendo f la frecuencia. Las ondas detectables por el ojo
humanotienen λ tal que:
380 nm < λ < 760 nm (1nm= 10-9 m)
La máxima sensibilidad se alcanza para λ=555 nm (color amarillo- verdoso)
Así pues, la luz es uno de los componentes del espectro electromagnético.
La teoría electromagnética no permite explicar los intercambios de energía de carácter discreto
que tienen lugar entre radiaciones y materias radiadas. Se ha de suponer entonces que la energía
queporta una onda no se reparte uniformemente sino que está concentrada en forma de
partículas (fotónes). Cada partícula porta una energía W=h⋅f, siendo f la frecuencia y h la
constante de Planck. Este comportamiento como onda y como partícula fue resuelto por el
principio de dualidad onda-corpúsculo formulado por De Broglie en 1924 (ondas asociadas a los
electrones en movimiento).

13.Magnitudes en luminotecnia.
Flujo luminoso.- (φ)
Energía radiada por unidad de tiempo, valorada en función de la impresión sobre el ojo humano.
Su unidad es el lumen (lm).
1 vatio-luz = 680 lúmenes (Equivalente mecánico de la luz).
Este equivalente proviene de medidas fotométricas realizadas con radiaciones emitidas a 555 nm.
El flujo luminoso es distinto del flujo radiante, pues una fuenteluminosa radia luz visible, calor y
otras ondas no visibles.

Intensidad luminosa.-(I)
Flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección, I=dΦ/dω
La unidad de intensidad luminosa es la candela que permite definir la unidad de flujo luminoso:
1 lumen es el flujo luminoso radiado por una fuente de intensidad luminosa constante de 1
candela a través de un ángulo sólido de 1estereorradián.
1 candela es la sesentava parte de la intensidad luminosa emitida en la dirección normal por 1
cm2 de superficie de cuerpo negro a la temperatura de solidificación del platino.

Rendimiento o eficiencia luminosa.-(η)
η=φ/Pot [lm/W]
La energía eléctrica se transforma en luz visible, radiación no visible y calor. El rendimiento
luminoso es el cociente entre el flujo luminoso (lm)y la potencia eléctrica consumida (W).

Cantidad de luz.-(Q)
Es el producto del flujo luminoso por el tiempo de funcionamiento:
Q = φ⋅t

Iluminación o Iluminancia. -(E)
Cociente entre flujo luminoso y el área de la superficie iluminada: E=φ/S, Unidad: lux= lm/m2
Si suponemos una fuente luminosa puntual que emite de forma uniforme, es decir, con igual
intensidad luminosa en todas lasdirecciones y se admite que ilumina una superficie esférica cuyo
centro se encuentra en dicha fuente, la iluminación, E, en un punto cualquiera de dicha superficie
esférica resulta:
E=φ/S =I·Ω/4πr2 =I·4π / (4π·r2 )=I/r2
sabiendo que Ω, el ángulo sólido completo, vale:
Ω=S/r2 = 4π·r2/r2 =4π (sr)
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Cualquier punto imaginable sería un punto de la superficie esférica que tiene por radio ladistancia entre la fuente y el punto, por lo que podemos considerar en general:
EP = Iα / d2
Siendo Ep la iluminación sobre una superficie normal a los rayos de luz e Iα la intensidad
luminosa de la fuente en la dirección α considerada. A esta ecuación se le llama ley del inverso
de los cuadrados.

Figura 1, 2 y 3. Iluminación de una superficie normal a los rayos de luz en un punto P, y sobre...