Page 607 - Fisica General Burbano

624 ÓPTICA FÍSICA

La CANDELA (cd) es la intensidad luminosa en una dirección determinada de una abertura
perpendicular a esta dirección, que tenga una superficie de 1/600 000 de metro cuadrado y
radie como un radiador integral o cuerpo negro a la temperatura de fusión del platino
(2 043 K =1 770 ºC), bajo la presión de 101 325 pascales.
La unidad de flujo luminoso, a la que llamamos LUMEN (lm) es por tanto, el flujo emitido por un
foco luminoso uniforme y puntiforme de una candela en un ángulo sólido de un estereorradián:
1 lm =1 cd · sr. El flujo total emitido por dicho foco es 4p lm.
Para un foco puntual que emite un vatio de flujo energético de máxima luminosidad relativa
(V =1 y l =555 nm), le corresponde un flujo luminoso de 685 lúmenes; o lo que es lo mismo
l
1/685 W de radiación de 555 nm corresponden a 1 lm de flujo luminoso.
Si consideramos una luz de factor de efeciencia 0,2, un vatio de su energía radiante correspon-
de a 685 ´0,2 lm.
Se llama RENDIMIENTO FOTOMÉTRICO de una fuente al cociente entre el flujo luminoso y el flu-
jo radiante; o lo que es lo mismo: al cociente de los lúmenes que produce la fuente a los
que debería producir si toda la energía radiante fuese de luz de factor de eficiencia uno.

F
h =
R
PROBLEMAS:16 al 21.
XXVI – 16. Focos extensos. Luminancia
Las lámparas fluorescentes, globos esmerilados, etc., son focos extensos (difusores) cuya carac-
terística como emisores de luz es su LUMINANCIA (también llamada BRILLO). Supongamos un foco ex-
tenso en el que tomamos un entorno, tan pequeño en comparación con la superficie S, que puede
considerarse como foco puntual de intensidad I y consideremos la dirección r de emisión que for-
ma un ángulo j con la normal a la superficie emisora (Fig. XXVI-22); la LUMINANCIA del foco en tal
dirección es:
I
L =
S cos j
2
2
Fig. XXVI-22.– Foco extenso. Lumi- Haciendo I =1 candela, S =1 m ó 1 cm y cos j =1 (emisión en dirección normal) obte-
nancia. nemos las unidades de luminancia en el SI llamada NIT (nt) y en el CGS llamada STILB (sb):
1 cd 1lm 1 cd 1lm
4
1nt = = 1 sb = = 10 nt
=
2
2
1m 2 1m ? sr 1 cm 2 1 cm ? sr
El NIT es la luminancia o brillo de un manantial extenso de luz que tiene en la dirección consi-
derada, dirección del ángulo sólido, la intensidad de una candela por metro cuadrado de área de
superficie aparente (S cos j), proyección de la superficie manantial de luz S sobre el plano per- MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
pendicular a la dirección considerada. La Luna llena tiene una luminancia de 2 500 nt y el Sol de
9
1,6 ´10 nt, ambas medidas a través de la atmósfera.
XXVI – 17. Iluminación de una superficie. Ley de Lambert
«ILUMINACIÓN DE UNA SUPERFICIE es el flujo luminoso que recibe en cada unidad de área».
dF
E =
dS
Su unidad en el SI es el LUX (lx): iluminación de una superficie que recibe el flujo luminoso de
2
2
un lumen en cada metro cuadrado: 1 lx =1 lm/m =1 cd · sr/m .
Fig. XXVI-23.– Ley de Lambert. LEY DE Jean Henry LAMBERT (1728-1777): La iluminación producida por un foco puntual es
directamente proporcional a la intensidad del foco, inversamente proporcional al cuadrado
de la distancia al foco emisor, y directamente proporcional al coseno del ángulo formado
por los rayos incidentes y la normal a la superficie (Fig. XXVI-23).

I cos j
E =
r 2
Cuando los rayos inciden normalmente a la superficie (j =0; cos j =1) la iluminación produ-
cida por un foco, a una determinada distancia, es máxima.
Fig. XXVI-24.– Para determinar el En efecto: en la Fig. XXVI-24, podemos observar que la superficie dS viene relacionada con la
valor de la iluminación (ley de Lam- dS¢, trazada desde F como centro, por la fórmula: dS¢=dS cos j, puesto que siendo infinitamen-
bert). te pequeñas dS y dS¢, está última se puede considerar como la proyección de la primera. El ángu-