Fotometría (óptica)

En óptica, a fotometría é a parte desta ciencia que se encarga da medida da luz, como o brillo percibido polo ollo humano. É dicir, estuda a capacidade que ten a radiación electromagnética, comprendida no espectro visíbel, de estimular o sistema visual.

Eficacias relativas das visións visión escotópica, CIE 1951 (en azul),[1] e fotópica, 2° CIE 1924 (en vermello, trazo pleno)[2] e 2° CIE 1988 (en vermello, liña de puntos).[3][4]

Fotometría e radiometríaEditar

Non debe confundirse coa radiometría, que estuda a enerxía da radiación electromagnética, pero sea basea nela, dado que a luz visíbel é un caso particular. Polo demais, os conceptos e as cantidades da fotometría son homólogas aos da radiometría.

Os campos de aplicación da fotometría son a iluminación, a arquitectura, a fotografía, os medios audiovisuais, a espectroscopia e a espectrofotometría etc.

O ollo humano e a fotometríaEditar

O ollo humano non ten a mesma sensibilidadr para todas as lonxitudes de onda que forman o espectro visíbel. A fotometría introduce este feito ponderando as diferentes magnitudes radiométricas medidas para cada lonxitude de onda por un factor que representa a sensibilidade do ollo para esa lonxitude.

A función que introduce estes fractores denomínase función de luminosidade ou función de eficiencia luminosa relativa dun ollo modelo, que se adoita notar como  ,   ou   (este modelo ou observador estándar é moi similar aos da colorimetría).

Esta función é diferente dependendo de que o ollo se encontre adaptado a condicións de boa iluminación (visión fotópica) ou de mala (visión escotópica). Así, en condicións fotópicas, a curva alcanza o se su pico para 555 nm, mentres que en condicións escotópicas o fai para 507 nm.

Relación coa radiometríaEditar

Considérese, por exemplo, a magnitude radiométrica da enerxía radiante,  , que describe a enerxía total medida por un detector "físico" ante a presenza de radiación eletromagnética. Interesa obter unha medida da enerxía que sería percibida por un ollo humano: cantidade de luz,  . Para iso, habería que coñecer a enerxía radiante correspondente a cada lonxitude de onda, multiplicar polos valores correspondentes da función de luminosidade e integrar a todas as lonxitudes de onda:

 

A enerxía radiante espectral,  , mídese no Sistema Internacional en unidades de J/m. En cambio,   mídese en lm·s. A constante K toma o valor de 683 lm/W en condicións fotópicas e de 1700 lm/W para condicións escotópicas.

Eficacia luminosaEditar

A eficacia luminosa dunha radiación defínese como o cociente entre unha magnitude fotométrica, por exemplo  , e a correspondente magnitude radiométrica, neste caso  . Así:

 

Por exemplo, a eficacia luminosa dun láser infravermello sería igual a 0 lm/W, mentres que a de luz monocromática a 555 nm sería de 683 lm/W (para este caso,  ).

Principais magnitudes fotométricasEditar

A seguinte táboa recolle as principais magnitudes fotométricas, a súa unidade de medida e a magnitude radiométrica asociada:

Magnitude fotométrica Símbolo Unidade Abreviatura Magnitude radiométrica asociada
Cantidade de luz ou enerxía lumínica   lumen·segundo lm·s Enerxía radiante
Fluxo luminoso ou potencia luminosa   lumen (= cd·sr) lm Fluxo radiante ou potencia radiante
Intensidade luminosa   candela cd Intensidade radiante
Luminancia   candela /metro2 cd /m2 Radiancia
Iluminancia   lux lx Irradiancia
Emitancia luminosa   lux lx Emitancia

A candela é unha unidade básica do SI. As restantes unidades fotométricas pódense derivar de unidades básicas.

NotasEditar

  1. Color and Vision Research Laboratory: CIE Scotopic luminosity curve (1951)
  2. CIE 1924 — Color and Vision Research Laboratory: CIE 2-deg photopic luminosity curve (1924)
  3. CIE 1988 2° Spectral Luminous Efficiency Function for Photopic Vision
  4. 1978 — Color and Vision Research Laboratory : Judd-Vos modified CIE 2-deg photopic luminosity curve (1978)

Véxase taménEditar

BibliografíaEditar

  • Wyszecki, Günter & Stiles, W. S. (1982): Color Science: Concepts, Methods and Formulae. New York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-02106-7.