1. Flujo luminoso
El flujo luminoso es la potencia de la energía radiante, valorada por la sensación luminosa que produce. La energía de la radiación está determinada por la cantidad de cuantos que emite el emisor al espacio. La energía de radiación (energía radiante) se mide en julios. La cantidad de energía emitida por unidad de tiempo se llama flujo de radiación o flujo radiante. El flujo de radiación se mide en vatios. El flujo luminoso se denomina Fe.
donde: Qе - energía de radiación.
El flujo de radiación se caracteriza por la distribución de energía en el tiempo y el espacio.
En la mayoría de los casos, cuando se habla de la distribución del flujo de radiación a lo largo del tiempo, no se tiene en cuenta la naturaleza cuántica de la aparición de radiación, sino que se entiende como una función que da un cambio en el tiempo de los valores instantáneos de la radiación. flujo Ф(t). Esto es aceptable porque la cantidad de fotones emitidos por la fuente por unidad de tiempo es muy grande.
Según la distribución espectral del flujo de radiación, las fuentes se dividen en tres clases: con espectro lineal, rayado y continuo. El flujo de radiación de una fuente con un espectro lineal consta de flujos monocromáticos de líneas individuales:
donde: Фλ - flujo de radiación monocromática; Fe - flujo de radiación.
Para las fuentes con un espectro rayado, la radiación se produce dentro de áreas bastante amplias del espectro: bandas separadas entre sí por intervalos oscuros. Para caracterizar la distribución espectral del flujo de radiación con espectros continuos y rayados, se utiliza una cantidad llamada densidad de flujo espectral
donde: λ - longitud de onda.
La densidad del flujo de radiación espectral es una característica de la distribución del flujo radiante en el espectro y es igual a la relación entre el flujo elemental ΔФeλ correspondiente a un área infinitesimal y el ancho de esta área:
La densidad del flujo de radiación espectral se mide en vatios por nanómetro.
En luminotecnia, donde el principal receptor de radiación es el ojo humano, se introduce el concepto de flujo luminoso para evaluar la acción efectiva del flujo de radiación. El flujo luminoso es el flujo de radiación, evaluado por su efecto en el ojo, cuya sensibilidad espectral relativa está determinada por la curva de eficiencia espectral media aprobada por la CIE.
En luminotecnia se utiliza la siguiente definición de flujo luminoso: el flujo luminoso es la potencia de la energía luminosa. La unidad de flujo luminoso es lumen (lm). 1 lm corresponde al flujo luminoso emitido en una unidad de ángulo sólido por una fuente puntual isotrópica con una intensidad luminosa de 1 candela.
Tabla 1. Valores luminosos típicos de fuentes de luz:
| tipos de lamparas | Energía eléctrica, W | Flujo luminoso, lm | Eficiencia luminosa lm/w |
| 100W | 1360 lúmenes | 13,6 lm/W | |
| lámpara fluorescente | 58W | 5400 lúmenes | 93 lm/W |
| Lámpara de sodio de alta presión. | 100W | 10000 lm | 100 lm/W |
| Lámpara de sodio de baja presión. | 180W | 33000 lúmenes | 183 lm/W |
| Lámpara de mercurio de alta presión | 1000W | 58000 lúmenes | 58 lm/W |
| Lámpara de halogenuros metálicos | 2000 vatios | 190000 lm | 95 lm/W |
El flujo de luz Ф que incide sobre un cuerpo se distribuye en tres componentes: reflejado por el cuerpo Фρ, absorbido por Фα y transmitido Фτ. Cuando se utilizan los siguientes coeficientes: reflexión ρ = Фρ /Ф; absorción α =Фα/Ф; transmisión τ = Фτ / Ф.
Tabla 2. Características lumínicas de algunos materiales y superficies.
| Materiales o superficies | Impares | Carácter de reflexión y transmisión. | ||
| reflexiones ρ | absorción α | transmisión τ | ||
| Tiza | 0,85 | 0,15 | - | Difuso |
| Esmalte de silicato | 0,8 | 0,2 | - | Difuso |
| espejo aluminio | 0,85 | 0,15 | - | Dirigido |
| espejo de cristal | 0,8 | 0,2 | - | Dirigido |
| vidrio esmerilado | 0,1 | 0,5 | 0,4 | direccionalmente disperso |
| Vaso de leche orgánica | 0,22 | 0,15 | 0,63 | direccionalmente disperso |
| Vidrio de silicato opalino | 0,3 | 0,1 | 0,6 | Difuso |
| vaso de leche de silicato | 0,45 | 0,15 | 0,4 | Difuso |
2. poder de la luz
La distribución de la radiación de una fuente real en el espacio circundante no es uniforme. Por tanto, el flujo luminoso no será una característica exhaustiva de la fuente si no se determina simultáneamente la distribución de la radiación en diferentes direcciones del espacio circundante.
Para caracterizar la distribución del flujo luminoso, se utiliza el concepto de densidad espacial del flujo luminoso en diferentes direcciones del espacio circundante. La densidad espacial del flujo luminoso, determinada por la relación entre el flujo luminoso y el ángulo sólido con el vértice en el punto donde se encuentra la fuente, dentro del cual este flujo se distribuye uniformemente, se llama intensidad luminosa:
donde: F - flujo luminoso; ω - ángulo sólido.
La unidad de intensidad luminosa es la candela. 1 cd.
Se trata de la intensidad luminosa emitida en dirección perpendicular por un elemento de superficie de cuerpo negro con un área de 1:600000 m2 a la temperatura de solidificación del platino.
La unidad de intensidad luminosa es la candela, cd es una de las cantidades básicas del sistema SI y corresponde a un flujo luminoso de 1 lm, distribuido uniformemente dentro de un ángulo sólido de 1 estereorradián (promedio). Un ángulo sólido es una parte del espacio encerrada dentro de una superficie cónica. ángulo sólidoω se mide por la relación entre el área que corta de una esfera de radio arbitrario y el cuadrado de esta última.
3. Iluminación
La iluminancia es la cantidad de luz o flujo luminoso que incide sobre una unidad de superficie. Se designa con la letra E y se mide en lux (lx).
La unidad de iluminación lux, lux, tiene la dimensión lumen por metro cuadrado (lm/m2).
La iluminación se puede definir como la densidad del flujo luminoso sobre una superficie iluminada:
La iluminación no depende de la dirección de propagación del flujo luminoso sobre la superficie.
A continuación se muestran algunos indicadores de iluminación generalmente aceptados:
Verano, día bajo un cielo despejado - 100.000 lux
Alumbrado público: 5-30 lux
Luna llena en una noche despejada: 0,25 lux
4. La relación entre intensidad luminosa (I) e iluminancia (E).
Ley del cuadrado inverso
La iluminación en un determinado punto de una superficie perpendicular a la dirección de propagación de la luz se define como la relación entre la intensidad luminosa y el cuadrado de la distancia desde este punto a la fuente de luz. Si tomamos esta distancia como d, entonces esta relación se puede expresar mediante la siguiente fórmula:
Por ejemplo: si una fuente de luz emite luz con una intensidad de 1200 cd en dirección perpendicular a la superficie a una distancia de 3 metros de esta superficie, entonces la iluminancia (Ep) en el punto donde la luz llega a la superficie será 1200 /32 = 133 lux. Si la superficie está a una distancia de 6 m de la fuente de luz, la iluminación será 1200/62 = 33 lux. Esta relación se llama "ley del cuadrado inverso".
La iluminación en un determinado punto de una superficie no perpendicular a la dirección de propagación de la luz es igual a la intensidad luminosa en la dirección del punto de medición, dividida por el cuadrado de la distancia entre la fuente de luz y el punto en el plano multiplicada por la coseno del ángulo γ (γ es el ángulo formado por la dirección de incidencia de la luz y la perpendicular a este plano).
Por eso:
Esta es la ley del coseno (Figura 1).
Arroz. 1. A la ley del coseno
Para calcular la iluminación horizontal, es recomendable cambiar la última fórmula reemplazando la distancia d entre la fuente de luz y el punto de medición por la altura h desde la fuente de luz hasta la superficie.
En la Figura 2:
Entonces:
Obtenemos:
Con esta fórmula se calcula la iluminación horizontal en el punto de medición.
Arroz. 2. Iluminación horizontal
6. Iluminación vertical
La iluminación de un mismo punto P en un plano vertical orientado hacia la fuente de luz se puede representar en función de la altura (h) de la fuente de luz y el ángulo de incidencia (γ) de la intensidad luminosa (I) (Figura 3).
luminosidad:
Para superficies de dimensiones finitas:
La luminosidad es la densidad del flujo luminoso emitido por una superficie luminosa. La unidad de luminosidad es el lumen por metro cuadrado de superficie luminosa, que corresponde a una superficie de 1 m2 que emite uniformemente un flujo luminoso de 1 lm. En el caso de la radiación general, se introduce el concepto de luminosidad energética del cuerpo radiante (Me).
La unidad de luminosidad energética es W/m2.
La luminosidad en este caso se puede expresar a través de la densidad de luminosidad de energía espectral del cuerpo emisor Meλ(λ)
Para una evaluación comparativa, reducimos las luminosidades energéticas a las luminosidades de algunas superficies:
Superficie solar - Me=6 107 W/m2;
Filamento de lámpara incandescente - Me=2 105 W/m2;
La superficie del sol en el cenit es M=3,1 109 lm/m2;
Bombilla fluorescente - M=22 103 lm/m2.
Esta es la intensidad de la luz emitida por unidad de superficie en una dirección específica. La unidad de brillo es candela por metro cuadrado (cd/m2).
La propia superficie puede emitir luz, como la superficie de una lámpara, o reflejar la luz que proviene de otra fuente, como la superficie de una carretera.
Las superficies con diferentes propiedades reflectantes bajo la misma iluminación tendrán diferentes grados de brillo.
El brillo emitido por una superficie dA en un ángulo Ф con respecto a la proyección de esta superficie es igual a la relación entre la intensidad de la luz emitida en una dirección determinada y la proyección de la superficie emisora (Fig. 4).
Arroz. 4. Brillo
Tanto la intensidad luminosa como la proyección de la superficie emisora no dependen de la distancia. Por tanto, el brillo también es independiente de la distancia.
Algunos ejemplos prácticos:
Brillo de la superficie del sol - 2000000000 cd/m2
Brillo de lámparas fluorescentes: de 5000 a 15000 cd/m2
Brillo de la superficie de la luna llena: 2500 cd/m2
Iluminación viaria artificial - 30 lux 2 cd/m2
La cuestión de cómo se mide el flujo luminoso empezó a interesar a los usuarios de iluminación sólo cuando aparecieron tipos de lámparas cuyo brillo no era igual al consumo de energía medido en vatios.
Averigüemos cómo se relaciona el concepto de brillo con el concepto de iluminación, y también cómo se puede imaginar la distribución del flujo de luz en toda la habitación y elegir el dispositivo de iluminación adecuado.
¿Qué es el flujo luminoso?
El flujo luminoso es la potencia de la radiación luminosa visible para el ojo humano; Energía luminosa emitida por una superficie (luminosa o reflectante). La energía del flujo luminoso se mide en lúmenes-segundo y corresponde a 1 lumen emitido o percibido en 1 segundo. Este indicador describe el flujo total, sin tener en cuenta la eficiencia de concentración de todo el dispositivo. Esta valoración también incluye luz dispersa e inútil, por lo que puede aparecer el mismo número de lúmenes en fuentes de diferentes diseños.
Es necesario distinguir entre el valor luminoso y el valor energético; este último caracteriza la luz independientemente de su propiedad de provocar sensaciones visuales. Cada cantidad de luz fotométrica tiene un análogo que puede expresarse cuantitativamente en unidades de energía o potencia. Para la energía luminosa, este análogo es la energía radiante, medida en julios.
Unidad de flujo luminoso
1 lumen es la luz emitida por una fuente con una intensidad luminosa de 1 candela dentro de un ángulo sólido de 1 estereorradián. Una lámpara incandescente de 100 vatios produce aproximadamente 1000 lúmenes de luz. Cuanto más brillante es la fuente de luz, más lúmenes emite.
Además de los lúmenes, existen otras unidades de medida que nos permiten caracterizar la luz. Es posible medir la densidad de flujo espacial y superficial: así conocemos la intensidad luminosa y la iluminación. La intensidad luminosa se mide en candelas y la iluminancia en lux. Pero es más importante que el consumidor comprenda en qué unidades se indica el brillo de las bombillas y otros dispositivos de iluminación al vender. Algunos fabricantes informan el número de lúmenes dividido por vatios. Así se mide la eficiencia luminosa (potencia luminosa): cuánta luz produce una lámpara con 1 vatio.
Definiendo fórmulas
Dado que cualquier fuente de luz la emite de manera desigual, la cantidad de lúmenes no describe completamente el dispositivo de iluminación. Puedes calcular la intensidad de la luz en candelas dividiendo su flujo, expresado en lúmenes, por el ángulo sólido, medido en estereorradiánes. Usando esta fórmula, será posible tener en cuenta la totalidad de los rayos provenientes de la fuente cuando cruzan la superficie de una esfera imaginaria, formando un círculo sobre ella.
Pero surge la pregunta de cuál es el número de candelas que encontramos en la práctica; Es imposible encontrar un LED o una linterna adecuada basándose únicamente en el parámetro de intensidad luminosa; también es necesario tener en cuenta la relación del ángulo de dispersión, que depende del diseño del dispositivo; Al elegir lámparas que brillen uniformemente en todas direcciones, es importante comprender si son adecuadas para los propósitos del comprador.
Si anteriormente se seleccionaban bombillas para diferentes habitaciones en función de la cantidad de vatios, antes de comprar lámparas LED deberá calcular su brillo total en lúmenes y luego dividir esta cifra por el área de la habitación. Así se calcula la iluminación, que se mide en lux: 1 lux equivale a 1 lumen por 1 m². Existen estándares de iluminación para habitaciones para diversos fines.
Medición del flujo luminoso
Antes de lanzar un producto al mercado, el fabricante determina y mide las características del dispositivo de iluminación en el laboratorio. Es imposible hacer esto en casa, sin equipo especial. Pero puedes comprobar los números indicados por el fabricante utilizando las fórmulas anteriores utilizando un luxómetro compacto.
La dificultad para medir con precisión la luz es que proviene de todas las direcciones posibles de propagación. Por lo tanto, los laboratorios utilizan esferas con una superficie interior que tiene una alta reflectividad: fotómetros esféricos; También se utilizan para medir el rango dinámico de las cámaras, es decir. fotosensibilidad de sus matrices.
En la vida cotidiana tiene más sentido medir parámetros lumínicos tan importantes como la iluminación de la habitación y el coeficiente de pulsación. La alta proporción de pulsaciones y la iluminación tenue hacen que las personas fuercen demasiado sus ojos, lo que provoca fatiga más rápida.
El coeficiente de pulsación del flujo luminoso es un indicador que caracteriza el grado de irregularidad. Los niveles aceptables de estos coeficientes están regulados por SanPiN.
No siempre es posible notar a simple vista que la bombilla parpadea. Sin embargo, incluso un ligero exceso del coeficiente de pulsación afecta negativamente al sistema nervioso central humano y también reduce el rendimiento. La luz, que puede pulsar de forma desigual, es emitida por todas las pantallas: monitores de ordenadores y portátiles, pantallas de tabletas y teléfonos móviles y pantallas de televisión. La ondulación se mide con un luxómetro-pulsómetro.
¿Qué es la candela?
Otra característica importante de la fuente de luz es la candela, que es una de las 7 unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI) adoptado por la Conferencia General de Pesas y Medidas. Inicialmente, 1 candela era igual a la radiación de 1 vela, tomada como estándar. De aquí proviene el nombre de esta unidad de medida. Ahora se determina mediante una fórmula especial.
Candela es la intensidad de la luz medida exclusivamente en una dirección determinada. La propagación de los rayos sobre la parte de la esfera delimitada por un ángulo sólido permite calcular un valor igual a la relación entre el flujo luminoso y este ángulo. A diferencia de los lúmenes, este valor se utiliza para determinar la intensidad de los rayos. Esto no tiene en cuenta la luz dispersa e inútil.
Una linterna y una lámpara de techo tendrán un cono de luz diferente porque los rayos caen en diferentes ángulos. Las candelas (más precisamente, milicandelas) se utilizan para indicar la intensidad luminosa de fuentes con brillo direccional: indicadores LED, linternas.
Lúmenes y Luxes
La cantidad de flujo luminoso se mide en lúmenes; esta es una característica de su fuente. El número de rayos que llegan a cualquier superficie (reflectante o absorbente) ya dependerá de la distancia entre la fuente y esta superficie.
El nivel de iluminación se mide en lux (lx) con un dispositivo especial: un luxómetro. El luxómetro más simple consta de una fotocélula de selenio que convierte la luz en energía eléctrica y un microamperímetro de esfera que mide esta corriente.
La sensibilidad espectral de una fotocélula de selenio difiere de la sensibilidad del ojo humano, por lo que es necesario utilizar factores de corrección en diferentes condiciones. Los luxómetros más simples están diseñados para medir un tipo de iluminación, por ejemplo, la luz del día. Sin utilizar coeficientes, el error puede ser superior al 10%.
Los luxómetros de alta calidad están equipados con filtros de luz, accesorios especiales esféricos o cilíndricos (para medir la iluminación espacial), dispositivos para medir el brillo y verificar la sensibilidad del dispositivo. Su nivel de error es de alrededor del 1%.
La mala iluminación interior contribuye al desarrollo de la miopía, tiene un efecto negativo en el rendimiento, provoca fatiga y disminución del estado de ánimo.
La iluminación mínima de la superficie de un escritorio de ordenador según SanPiN es de 400 lux. Los pupitres escolares deben tener un nivel de iluminación de al menos 500 lux.
Lúmenes y vatios
Las lámparas de bajo consumo con la misma potencia luminosa consumen entre 5 y 6 veces menos energía eléctrica que las lámparas incandescentes. LED – 10-12 veces menos. La potencia del flujo luminoso ya no depende de la cantidad de vatios. Pero los fabricantes siempre indican vatios, ya que el uso de bombillas demasiado potentes en casquillos no destinados a tal carga provoca daños en los aparatos eléctricos o un cortocircuito.
Si organiza los tipos más comunes de bombillas en orden creciente de potencia luminosa, puede obtener la siguiente lista:
- Lámpara incandescente – 10 lúmenes/vatio.
- Halógeno: 20 lúmenes/vatio.
- Mercurio: 60 lúmenes/vatio.
- Ahorro de energía: 65 lúmenes/vatio.
- Lámpara fluorescente compacta - 80 lúmenes/vatio.
- Haluro metálico: 90 lúmenes/vatio.
- Diodo emisor de luz (LED): 120 lúmenes/vatio.
Pero la mayoría de la gente está acostumbrada a fijarse en la cantidad de vatios especificada por el fabricante al comprar bombillas. Para calcular cuántos vatios por metro cuadrado necesita, primero debe decidir qué tan brillante debe ser la luz en la habitación. 20 vatios de lámpara incandescente por 1 m²: esta iluminación es adecuada para un lugar de trabajo o una sala de estar; para un dormitorio serán suficientes 10-12 vatios por 1 m². Al comprar lámparas de bajo consumo, estos números se dividen por 5. También es importante tener en cuenta la altura del techo: si es superior a 3 m, la cantidad total de vatios se debe multiplicar por 1,5.
Cualquiera que comience a estudiar las características de las lámparas y los distintos tipos de lámparas seguramente encontrará conceptos como iluminación, flujo luminoso e intensidad luminosa. ¿Qué significan y en qué se diferencian entre sí?
Intentemos entender estas cantidades con palabras sencillas y comprensibles. Cómo se relacionan entre sí, sus unidades de medida y cómo se puede medir todo sin instrumentos especiales.
¿Qué es el flujo luminoso?
En los viejos tiempos, el principal parámetro por el que se elegía una bombilla para el pasillo, la cocina o el salón era su potencia. A nadie se le ha ocurrido preguntar en una tienda por unos lúmenes o candelas.
Hoy en día, con el rápido desarrollo de los LED y otros tipos de lámparas, ir a la tienda a comprar nuevos ejemplares va acompañado de un montón de preguntas no solo sobre el precio, sino también sobre sus características. Uno de los parámetros más importantes es el flujo luminoso. 
En términos simples, el flujo luminoso es la cantidad de luz que produce una lámpara.
Sin embargo, no confunda el flujo luminoso de los LED individuales con el flujo luminoso de las luminarias montadas. Pueden diferir significativamente. 
Debe entenderse que el flujo luminoso es sólo una de las muchas características de una fuente de luz. Además, su valor depende:
- de la fuente de energía
A continuación se muestra una tabla de esta dependencia para lámparas LED: 
Y estas son las tablas de su comparativa con otro tipo de lámparas incandescentes, fluorescentes, DRL, HPS:
bombilla incandescentelámpara fluorescente DRL de ADN halógeno
Sin embargo, aquí también hay matices. Las tecnologías LED todavía están en desarrollo y es muy posible que las bombillas LED de la misma potencia, pero de diferentes fabricantes, tengan flujos luminosos completamente diferentes.
Lo que pasa es que algunos de ellos han ido más allá y han aprendido a extraer más lúmenes de un vatio que otros. 
Alguien preguntará ¿para qué sirven todas estas tablas? Para que los vendedores y fabricantes no le engañen estúpidamente.
Bellamente escrito en la caja:
- potencia 9W
- salida de luz 1000lm
- análogo de lámpara incandescente 100W
¿Qué mirarás primero? Así es, a lo que es más familiar y comprensible: los indicadores de un análogo de una lámpara incandescente.
Pero con este poder, no podrás acercarte a la luz que solías tener. Comenzarás a maldecir a los LED y sus tecnologías imperfectas. Pero el problema resulta ser un fabricante sin escrúpulos y su producto.
- sobre la eficiencia
Es decir, la eficiencia con la que una fuente concreta convierte la energía eléctrica en luz. Por ejemplo, una lámpara incandescente normal tiene una potencia de 15 Lm/W y una lámpara de sodio de alta presión tiene una potencia de 150 Lm/W. 
Resulta que se trata de una fuente 10 veces más eficiente que una simple bombilla. ¡Con la misma potencia tienes 10 veces más luz!
El flujo luminoso se mide en lúmenes - Lm. 
¿Qué es 1 lúmenes? Durante el día, con luz normal, nuestros ojos son más sensibles al color verde. Por ejemplo, si tomamos dos lámparas con la misma potencia, azul y verde, para todos nosotros la verde parecerá más brillante. 
La longitud de onda verde es de 555 Nm. Esta radiación se denomina monocromática porque contiene un rango muy estrecho. 
Eso sí, en realidad el verde se complementa con otros colores para que al final consigas el blanco. 
Pero como la sensibilidad del ojo humano al verde es máxima, las luces se vincularon a él.
Así, un flujo luminoso de un lumen corresponde exactamente a una fuente que emite luz con una longitud de onda de 555 Nm. En este caso, la potencia de dicha fuente es 1/683 W. 
¿Por qué exactamente 1/683 y no 1 W, por si acaso? El valor 1/683 W surgió históricamente. Inicialmente, la principal fuente de luz era una vela común, y la radiación de todas las lámparas y lámparas nuevas se comparaba con la luz de una vela.
Actualmente, este valor de 1/683 está legalizado por muchos acuerdos internacionales y aceptado en todas partes.
¿Por qué necesitamos una cantidad como el flujo luminoso? Con su ayuda podrás calcular fácilmente la iluminación de una habitación. 
Esto afecta directamente la visión de una persona.
La diferencia entre iluminación y flujo luminoso.
Al mismo tiempo, mucha gente confunde las unidades de medida Lúmenes con Luxes. Recuerde, la iluminación se mide en lux.
¿Cómo puedes explicar claramente su diferencia? Imagínese la presión y la fuerza. Con sólo una pequeña aguja y un poco de fuerza, se puede crear una alta presión específica en un solo punto. 
Además, con la ayuda de un flujo luminoso débil, es posible crear una alta iluminación en una sola zona de la superficie.
1 Lux es cuando 1 Lumen cae sobre 1 m2 de área iluminada.
Digamos que tienes una determinada lámpara con un flujo luminoso de 1000 lm. Debajo de esta lámpara hay una mesa. 
Debe haber un cierto nivel de iluminación en la superficie de esta mesa para que puedas trabajar cómodamente. La fuente principal de estándares de iluminación son los requisitos de los códigos de práctica SP 52.13330.
Para un lugar de trabajo típico, esto es 350 Lux. Para un lugar donde se realizan pequeños trabajos precisos: 500 lux. 
Esta iluminación dependerá de muchos parámetros. Por ejemplo, de la distancia a la fuente de luz.
De objetos extraños cercanos. Si la mesa está ubicada cerca de una pared blanca, habrá más suites que en una oscura. La reflexión definitivamente afectará el resultado general.
Se puede medir cualquier iluminación. Si no dispone de luxómetros especiales, utilice los programas de los teléfonos inteligentes modernos. 
Sin embargo, prepárese para errores de antemano. Pero para hacer un análisis inicial de improviso, un teléfono funcionará bien.
Cálculo del flujo luminoso.
¿Cómo se puede saber el flujo luminoso aproximado en lúmenes sin necesidad de ningún instrumento de medición? Aquí puede utilizar los valores de salida de luz y su dependencia proporcional con el flujo. 
De la definición se deduce que el valor de la frecuencia 540⋅10 12 Hz es igual a 683 lm / W = 683 cd sr / W exactamente.
La frecuencia seleccionada corresponde a una longitud de onda de 555,016 nm en el aire en condiciones estándar y se acerca a la sensibilidad máxima del ojo humano, situada en una longitud de onda de 555 nm. Si la radiación tiene una longitud de onda diferente, entonces se necesita más energía luminosa para alcanzar la misma intensidad luminosa.
Consideración detallada[ | ]
Todas las cantidades de luz son cantidades fotométricas reducidas. Esto significa que se forman a partir de la cantidad fotométrica de energía correspondiente utilizando una función que representa la dependencia de la eficiencia luminosa espectral de la radiación monocromática para la visión diurna de la longitud de onda. Esta función generalmente se representa como K metro ⋅ V (λ) (\displaystyle K_(m)\cdot V(\lambda)), donde es una función normalizada para que en su máximo sea igual a la unidad, y es el valor máximo de la eficiencia luminosa espectral de la radiación monocromática. A veces K metro (\displaystyle K_(m)) También llamado equivalente fotométrico de la radiación.
Cálculo de la magnitud de la luz. Xv , (\displaystyle X_(v),) el valor energético correspondiente se obtiene mediante la fórmula
X v = K m ∫ 380 nm 780 nm X e , λ (λ) V (λ) d λ , (\displaystyle X_(v)=K_(m)\int \limits _(380~(\text(nm) ))^(780~(\text(nm)))X_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ,)Dónde X e , λ (\displaystyle X_(e,\lambda ))- densidad espectral de la cantidad X e , (\displaystyle X_(e),) definido como la relación de la cantidad re X mi (λ) , (\displaystyle dX_(e)(\lambda),) cayendo en un pequeño intervalo espectral encerrado entre y λ + d λ , (\displaystyle \lambda +d\lambda ,) al ancho de este intervalo:
X mi , λ (λ) = re X mi (λ) d λ .(\displaystyle X_(e,\lambda )(\lambda)=(\frac (dX_(e)(\lambda))(d\lambda )).) Cabe señalar que bajo aquí nos referimos al flujo de esa parte de la radiación cuya longitud de onda es menor que el valor actual λ (\displaystyle\lambda).
Función V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) determinado empíricamente y presentado en forma tabular. Sus valores no dependen en modo alguno de la elección de las unidades luminosas utilizadas.
Al contrario de lo que se dijo sobre V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) significado K metro (\displaystyle K_(m)) está enteramente determinado por la elección de la unidad de iluminación principal. Por lo tanto, para establecer una relación entre las cantidades de luz y energía en el sistema SI, es necesario determinar el valor K metro (\displaystyle K_(m)), correspondiente a la unidad SI de intensidad luminosa, la candela. Con un enfoque estricto a la hora de definir K metro (\displaystyle K_(m)) es necesario tener en cuenta que el punto espectral 540⋅10 12 Hz, que se comenta en la definición de candela, no coincide con la posición del máximo de la función V (λ) (\displaystyle V(\lambda)).
Eficiencia luminosa de la radiación con una frecuencia de 540⋅10 12 Hz.[ | ]
En general, la intensidad luminosa está relacionada con la intensidad de la radiación. Yo e (\displaystyle I_(e)) relación
I v = K m ⋅ ∫ 380 nm 780 nm I e , λ (λ) V (λ) d λ , (\displaystyle I_(v)=K_(m)\cdot \int \limits _(380~(\text (nm)))^(780~(\text(nm)))I_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ,)Dónde Yo e , λ (\displaystyle I_(e,\lambda ))- densidad espectral de la fuerza de radiación igual a d I e (λ) d λ (\displaystyle (\frac (dI_(e)(\lambda))(d\lambda ))).
Para radiación monocromática con longitud de onda. λ (\displaystyle\lambda) fórmula que relaciona el poder de la luz Yo v (λ) (\displaystyle I_(v)(\lambda)) con poder de radiación Yo e (λ) (\displaystyle I_(e)(\lambda)), simplifica, tomando la forma
I v (λ) = K m ⋅ I e (λ) V (λ) (\displaystyle I_(v)(\lambda)=K_(m)\cdot I_(e)(\lambda)V(\lambda)), o, después de pasar de longitudes de onda a frecuencias, Yo v (ν) = K metro ⋅ Yo mi (ν) V (ν) .(\displaystyle I_(v)(\nu)=K_(m)\cdot I_(e)(\nu)V(\nu).)
De la última relación para ν 0 = 540⋅10 12 Hz se sigueK metro ⋅ V (ν 0) = Yo v (ν 0) Yo mi (ν 0) .
(\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=(\frac (I_(v)(\nu _(0)))(I_(e)(\nu _(0))) ).) Teniendo en cuenta la definición de candela, obtenemos K m ⋅ V (ν 0) = 683 c d ⋅ s r W (\displaystyle K_(m)\cdot V(\nu _(0))=683~\mathrm (\frac (cd\cdot sr)(W)) ), o lo que es lo mismo 683 l metro W .(\displaystyle 683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .) exactamente.
Trabajar K metro (\displaystyle (\boldsymbol (K))_(m))[ | ]
para determinar K metro (\displaystyle K_(m)) Hay que tener en cuenta que, como se indicó anteriormente, una frecuencia de 540⋅10 12 Hz corresponde a una longitud de onda de ≈555,016 nm. Por tanto, de la última igualdad se sigue
K m = 683 V (555,016) l m W .(\displaystyle K_(m)=(\frac (683)(V(555(,)016)))~\mathrm (\frac (lm)(W)) .) V (λ) (\displaystyle V(\lambda)) Función normalizada
dado en forma tabular con un intervalo de 1 nm, tiene un máximo igual a la unidad a una longitud de onda de 555 nm. La interpolación de sus valores para una longitud de onda de 555,016 nm da un valor de 0,999997. Usando este valor obtenemosK m = 683,002 l m W . (\displaystyle K_(m)=683(,)002~\mathrm (\frac (lm)(W)) .)
En la práctica, se utiliza un valor redondeado con suficiente precisión para todos los casos. K metro = 683 l metro W .(\displaystyle K_(m)=683~\mathrm (\frac (lm)(W)) .) Por tanto, la conexión entre una cantidad de luz arbitraria Xv (\displaystyle X_(v))
y su correspondiente valor energéticoXe (\displaystyle X_(e))[ | ]
en el sistema SI se expresa mediante la fórmula general
X v = 683 ∫ 380 nm 780 nm X e , λ (λ) V (λ) d λ . [ | ]
(\displaystyle X_(v)=683\int \limits _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm)))X_(e,\lambda )(\lambda)V( \lambda)\,d\lambda .)
Historia y perspectivas
Lámpara Hefner: el estándar de la "vela Hefner"| Ejemplos | La intensidad luminosa que emite una vela es aproximadamente igual a una candela, por lo que antiguamente esta unidad de medida se denominaba “vela”, nombre que hoy en día está obsoleto y en desuso. | En el caso de las lámparas incandescentes domésticas, la intensidad luminosa en candelas es aproximadamente igual a su potencia. |
|---|---|---|
| Intensidad de luz de varias fuentes. | 1 | |
| Fuente | 100 | 100 |
| Potencia, W | 0,015..0,1 | 0,005..3 |
| Intensidad luminosa aproximada, cd | 1 | 25…500 |
| Vela | 1 | 1500 |
| Lámpara incandescente moderna (2010) | 22 | 120 |
| LED normales | 3,83⋅10 26 | 2,8⋅10 27 |
LED súper brillante[ | ]
LED ultrabrillante con colimador
| Sol | Cantidades de luz | En la tabla se proporciona información sobre las principales cantidades fotométricas de luz. | Cantidades fotométricas ligeras del SI | Nombre |
|---|---|---|---|---|
| Designación de cantidad | Definición | Notación de unidades SI | Análogo de energía | Energía luminosa |
| Qv (\displaystyle Q_(v)) | K m ∫ 380 nm 780 nm Q e , λ (λ) V (λ) d λ (\displaystyle K_(m)\int _(380~(\text(nm)))^(780~(\text(nm )))Q_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)\,d\lambda ) | yo · | Energía de radiación | Flujo luminoso |
| Φv (\displaystyle \Phi _(v)) | d Q v d t (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dt))) | yo | flujo de radiación | Intensidad de radiación (intensidad de energía luminosa) |
| Uv (\displaystyle U_(v)) | d Q v d V (\displaystyle (\frac (dQ_(v))(dV))) | lm s −3 | ||
| Luminosidad | METRO v (\displaystyle M_(v)) | d Φ v d S 1 (\displaystyle (\frac (d\Phi _(v))(dS_(1)))) | lm m-2 | Luminosidad energética |
| Brillo | Lv (\displaystyle L_(v)) | d 2 Φ v d Ω d S 1 cos ε (\displaystyle (\frac (d^(2)\Phi _(v))(d\Omega \,dS_(1)\,\cos \varepsilon ))) | cdm-2 |
En el sistema de cantidades fotométricas de energía, el análogo de la intensidad luminosa es la intensidad de la radiación. En relación con la intensidad radiante, la intensidad luminosa es una cantidad fotométrica reducida que se obtiene utilizando los valores relativos de eficiencia luminosa espectral de la radiación monocromática para visión diurna:
donde es el valor máximo de la eficiencia luminosa espectral de la radiación monocromática (equivalente fotométrico de la radiación), igual a 683 lm / W, y es la densidad espectral de la fuerza de la radiación, definida como la relación del valor por pequeño intervalo espectral encerrado entre y al ancho de este intervalo:
X v = 683 ∫ 380 nm 780 nm X e , λ (λ) V (λ) d λ .
Intensidad de luz de varias fuentes:
Notas
Fundación Wikimedia.
- 2010.
- Brillo
Cantidad de sustancia
Vea qué es “Poder de la Luz” en otros diccionarios: intensidad luminosa
- intensidad luminosa: Magnitud física determinada por la relación entre el flujo luminoso que se propaga desde una fuente de luz dentro de un pequeño ángulo sólido que contiene la dirección en cuestión y este ángulo. [GOST 26148 84, artículo 42] Fuente... PODER DE LA LUZ - uno de los principales cantidades de luz, que caracterizan el brillo de una fuente de radiación visible en una determinada dirección. Igual a la relación del flujo luminoso que se propaga desde la fuente dentro del elemento. ángulo sólido que contiene una dirección dada a este... ...
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Φv (\displaystyle \Phi _(v)) enciclopedia moderna - POTENCIA LUMÍNICA, flujo luminoso que se propaga dentro de un ángulo sólido igual a 1 estereorradián. La unidad de medida de la intensidad luminosa es la candela (cd), igual a la intensidad luminosa de una fuente que emite radiación monocromática en una dirección determinada con una frecuencia... ...
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Vea qué es “Poder de la Luz” en otros diccionarios:- flujo luminoso que se propaga dentro de un ángulo sólido igual a 1 estereorradián. La unidad de medida del SI es la candela (cd). * * * INTENSIDAD LUMÍNICA INTENSIDAD LUMÍNICA, flujo luminoso que se propaga dentro de un ángulo sólido igual a 1 estereorradián. Unidad... ... Diccionario enciclopédico
Vea qué es “Poder de la Luz” en otros diccionarios:- šviesos stipris statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vienas pagrindinių SI dydžių, apibūdinantis regimosios šviesos šaltinio švytėjimą kuria nors kryptimi. Jis išreiškiamas šviesos srauto ir erdvinio kampo, kuriame sklinda… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
intensidad luminosa IV- 2.16 intensidad luminosa IV: Relación entre el flujo luminoso ФV, cd, que emana de la fuente y se propaga dentro del ángulo sólido ω, IV = ФV/ω. Unidad de medida cd. Fuente … Diccionario-libro de referencia de términos de documentación normativa y técnica.
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