FÍSICA GENERAL PARA ARQUITECTURA

105_01_03_Iluminación

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE HONDURAS

FACULTAD DE CIENCIAS – ESCUELA DE FÍSICA

HEYDI MARTÍNEZ

I-P

AC

-2018 H

AM

S

ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

Partícula

La luz está compuesta por partículas de masa llamadas fotones

Onda

La luz es un tipo de onda

Fenómeno:

Difracción

Fenómeno:

Efecto fotoeléctrico

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ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

El ser humano es capaz de percibir la luz naturalmente.

La luz que percibimos abarca una serie de matices en cuanto a colorido, queva desde el color rojo hasta el violeta, pasando por el amarillo como colorcentral.

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Espectro Visible:

Se clasifica cada color por su longitud de onda.

ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

Existen radiaciones por debajo del rojo que no se perciben con la vista,reciben el nombre de Infrarrojas

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ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

Las radiaciones infrarrojas, poseencaracterísticas térmicas, percibidas porel sentido del tacto.

Radiaciones que influyen en el diseñode un hábitat.

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ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

Las ondas que se encuentran por encima del violenta, llamadas ultravioletas(U.V) son imperceptibles por el ojo humano.

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ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

La radiación ultravioleta es responsable de ladegradación de ciertos materiales

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Envejecimiento UV para

muestras de tablero

ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

La velocidad de propagación de la luz en el vacío es aproximadamente3𝑥 108 𝑚/𝑠

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La velocidad no varía

cuando la fuente está

en movimiento

ILUMINACIÓNÓPTICA

La luz que emerge de una fuente luminosa está compuesta por infinitos rayos,denominado haz de luz, cada uno de los rayos se puede estudiar porseparados.

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ILUMINACIÓNÓPTICA

Transparentes Opacos Translúcidos

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Los materiales al recibir luz, se clasifican

ILUMINACIÓNÓPTICA

1. Materiales opacos: La luz incide y se refleja. En los colores más clarosmayor será la reflexión. Cuanto menos brillante, más rugosa y más oscurasea la superficie de incidencia menor será la luz reflejada (será absorbidapor el material)

2. El fenómeno que ocurre en los materiales que dejan pasar la luz se llamaRefracción.

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ILUMINACIÓNRADIACIÓN LUMINOSA

La energía radiada bajo la forma de oscilaciones del campoelectromagnético, constituye a un flujo de energía denominado flujo radiante(potencia total emitida).

Todo proceso que se propaga con carácter oscilatorio, cumple la condición

𝜆 ∙ 𝑓 = 𝑐Donde 𝑐 es la velocidad de la luz, 𝑓 la frecuencia de oscilación y 𝜆 la longitud de onda.

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ILUMINACIÓNRADIACIÓN LUMINOSA

El rango de radiación luminosa está comprendida entre 0.30 𝜇𝑚 y 0.76 𝜇𝑚.

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Espectro

electromagnético

Luz: sensación

obtenida a través del

mecanismo de la

vista, como respuesta

a la excitación por

radiación

electromagnética

entre el rango

anterior.

ILUMINACIÓNFLUJO LUMINOSO

El flujo luminoso (𝚽), es la potencia de la sensación de luz percibida correspondiente auna potencia 𝑷 de excitación dada.

Tiene unidades de lumen [lm]. El rendimiento visual (𝑹𝒗) puede expresarse:

𝑅𝑣 =Φ

𝑃

𝑙𝑚

𝑤𝑎𝑡𝑡

Φ = 𝑅𝑣 ∙ 𝑃

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ILUMINACIÓNFLUJO LUMINOSO

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El rendimiento visual del ojo no es el mismo para todas las longitudes de onda. Es más sensible para colores intermedios y se atenúa hacia los extremos del espectro visible.

Curva internacional de

luminosidad. Para 𝟓𝟓𝟓 𝒏𝒎 el ojo tiene

máxima sensibilidad.

ILUMINACIÓNINTENSIDAD DEL FLUJO LUMINOSO

La intensidad luminosa 𝑰, es la capacidad de emitir luz o la medida de la luz que emite como fuente luminosa.

La unidades para medirla es la candela.

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Ángulo sólido, es el volumen

virtual generado por aquellos

rayos que inciden en una

superficie de 𝟏𝒎𝟐 ubicado a 𝟏𝒎de distancia de la fuente

emisora.

ILUMINACIÓNINTENSIDAD DEL FLUJO LUMINOSO

Si el área fuese de 1𝑚2 y estuviera a 1𝑚 de distancia de la fuente, para una intensidad luminosa de 1 𝑐𝑎𝑛𝑑𝑒𝑙𝑎, el flujo luminoso en la superficie 𝐴 sería 1 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛.

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𝝎 =𝑨

𝒓𝟐𝑨

ILUMINACIÓNINTENSIDAD DEL FLUJO LUMINOSO

También podemos definir la Intensidad luminosa 𝑰 como el flujo luminoso Φemitido por unidad de ángulo sólido 𝜔.

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𝐼 =Φ𝜔

𝜔I

Si la fuente emite uniformemente

en todas direcciones, la

intensidad es igual para todas

las direcciones

ILUMINACIÓNILUMINACIÓN

La iluminación 𝑬 del área considerada, a la densidad superficial de distribución del flujo incidente

𝐸 =ΦA

𝐴

En otras palabras, una fuente luminosa de 1 𝑐𝑎𝑛𝑑𝑒𝑙𝑎 (emite un flujo luminosode 1 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛), producirá en una superficie de 1𝑚2 ubicada a 1𝑚 de distanciauna iluminación de 1 𝑙𝑢𝑥.

Por tanto se define como 𝑙𝑢𝑥 [𝑙𝑥] a la unidad de medida de la iluminación.

1 𝑙𝑥 =1 𝑙𝑚

1 𝑚2

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ILUMINACIÓNRELACIÓN ILUMINACIÓN - INTENSIDAD

Como el flujo incidente en un área (Φ𝐴) es el mismo flujo emitido dentro del ángulo sólido (Φ𝜔) correspondiente a 𝐴, tenemos

Φ𝐴 = Φ𝜔

Por tanto:

𝐸 =Φ𝜔

𝜔 𝑟2=

𝐼

𝑟2

Esto para superficies esféricas.

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ILUMINACIÓNRELACIÓN ILUMINACIÓN - INTENSIDAD

Para superficies no esféricas:

𝐸 =𝐼𝛼 cos 𝛼

𝑑2

Donde:

𝑑 es la distancia del punto a la fuente luminosa

𝛼 es el ángulo de incidencia del flujo luminoso

𝐼𝛼 es la intensidad de la fuente en la dirección 𝛼

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Esta relación es

conocida como

Ley General de

Fotometría

ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

Cuando un flujo Φi incide sobre un material, puede producirse:

1. Una parte del flujo es reflejado (Φ𝑟)

2. Una parte del flujo es absorbido (Φ𝑎)

3. Una parte del flujo es transmitido por

transparencia (Φ𝑡)

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ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

Se definen los coeficientes característicos del material,

Coeficiente de reflexión: 𝐾𝑟 =Φ𝑟

Φ𝑖≤ 1

Coeficiente de transmisión: 𝐾𝑡 =Φ𝑡

Φ𝑖≤ 1

Coeficiente de absorción: 𝐾𝑎 =Φ𝑎

Φ𝑖≤ 1

Donde 𝐾𝑟 + 𝐾𝑡 + 𝐾𝑎 = 1

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ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

El coeficiente 𝐾𝑡 es nulo para cuerpos opacos

El coeficiente 𝐾𝑟 es nulo para una superficie absolutamente negra

El coeficiente 𝐾𝑎 es nulo para cuerpos absolutamente transparentes.

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ILUMINACIÓNCOMPORTAMIENTO DE LA LUZ

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Cuerpos

opacos

Cuerpos

Transparentes

ILUMINACIÓNFENÓMENO DE REFLEXIÓN

Cuando un rayo luminoso incide sobre una superficie plana es reflejado, lohace cumpliendo:

𝜃𝑖 = 𝜃𝑟

Tomados estos ángulos respecto a la normal al plano de incidencia.

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Fenómeno de

Reflexión en

medios aire y

agua.

ILUMINACIÓNFENÓMENO DE REFRACCIÓN

Si el rayo luminoso incide sobre una superficie de medio transparente se propaga en el mismo desviando la trayectoria inicial, a este fenómeno se le llama Refracción.

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Fenómeno de

Refracción,

cambio de

dirección.

ILUMINACIÓNVISIÓN DE OBJETOS

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Los diferentes colores no son otra cosa quelas diferentes sensaciones de luz con que elojo decodifica las distintas longitudes deonda de la radiación luminosa incidente enla retina.

Podemos señalar ahora que cuando seperciben en forma simultánea, todas esalongitudes de onda, es cuando nuestrocerebro recibe la sensación de ver el colorblanco.

ILUMINACIÓNCONCEPTOS DEL COLOR

Si se reflejan todas laslongitudes de onda de unafuente de luz blanca, lasuperficie del objeto esblanca.

Si la superficie absorbe todaslas radiaciones incidentes, lasuperficie es negra.

Si la superficie se ve de colorrojo al iluminarlo con luzblanca, la superficie es roja.

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Una radiación en una longitud de onda única

se dice que es MONOCROMATICA

(Único color).

ILUMINACIÓNCONCEPTOS DEL COLOR

Por lo tanto, podemos generalizar elconcepto anterior, diciendo quenormalmente consideramos como colorpropio de un objeto, al color con el quelo percibimos al iluminárselo con luzblanca.

Es importante concluir que el color conque se ve un objeto no es algo propio einvariable del mismo, sino que dependede la composición espectral de la luzincidente y de los factores de reflexión ytransmisión que correspondan.

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ILUMINACIÓNMEZCLAS ADITIVAS Y SUSTRACTIVAS

Mezclas Aditivas: Lamezcla de los tresprimarios da comoresultado el colorblanco.

Mezclas Sustractivas:La mezcla de loscolores secundariosda como resultado elcolor negro.

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ILUMINACIÓNMEZCLAS ADITIVAS Y SUSTRACTIVAS

Mezclas Aditivas:

Mezclando aditivos se produce un sustractivo.

Rojo + Azul = Magenta

Azul + Amarillo = Blanco

Mezclas Sustractivas

Mezclando los aditivos se produce el

color blanco.

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ILUMINACIÓN

¿PREGUNTAS?

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