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FOTOMETRÍA
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EMISOR IDEAL DE O.E.M. CUERPO NEGRO
Un cuerpo negro es aquel que emite la máxima
cantidad de radiación a cada longitud de onda y
en todas direcciones (a una temperatura dada).
También absorbe toda la radiación incidente en
todas las direcciones para cada longitud de onda.
La potencia emisiva espectral (o potencia emisiva
monocromática) eb? de un cuerpo negro es la
energía emitida por unidad de tiempo y unidad de
área en cada longitud de onda (o frecuencia). Es
una función de la temperatura.
(Wm-2 ?m-1)
Ecuación de Planck
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EMISOR IDEAL DE O.E.M. (II)
Ley de Stefan-Boltzmann
La potencia emisiva de un cuerpo negro dentro de
un ancho de banda d? es eb?d?. La potencia
emisiva total eb es la radiación que abandona el
cuerpo negro a todas las longitudes de onda, y
está dada por
(Wm-2)
Constante de Stefan-Boltzmann ? 5.686610-8
Wm-2K-4
Ley de desplazamiento de Wien
La longitud de onda correspondiente al máximo de
emisión es inversamente proporcional a la
temperatura.
(?m)
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EMISOR IDEAL DE O.E.M. CUERPO NEGRO (III)
A medida que la temperatura de un cuerpo negro se
incrementa se observa que
La potencia emisiva se incrementa para cada
longitud de onda
La cantidad relativa de energía emitida a
longitudes de onda cortas se incrementa
La posición del máximo de potencia emisiva se
desplaza hacia longitudes de onda más cortas
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EMISOR IDEAL DE O.E.M. (IV)
Ejemplo Cuerpo negro radiando un total de eb
7.250104 Wm-2. Determínese su temperatura, la
longitud de onda del máximo de emisión y
represéntese su potencia emisiva espectral en
función de la longitud de onda.
Según la ley de Stefan-Boltzmann
Según la ley de Wien
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IRRADIANCIA ESPECTRAL
La energía radiada se distribuye sobre una
superficie cada vez mayor en proporción al
cuadrado del radio ? el flujo disminuye
inversamente al cuadrado del radio a medida que
nos alejamos de la fuente
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IRRADIANCIA ESPECTRAL (II)
Energía que llega a una superficie por unidad de
área y unidad de tiempo en cada longitud de onda.
Es sinónimo de densidad de flujo de energía o
densidad de flujo radiante por unidad de longitud
de onda.
El total integrado entre dos longitudes de onda
se mide en unidades de densidad de flujo de
energía
Geométricamente corresponde a la superficie
comprendida bajo la curva de irradiancia
espectral y el eje de abscisas
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ESPECTRO SOLAR EL SOL COMO CUERPO NEGRO
http//mesola.obspm.fr/solar_spect.php
? (?m)
Gráfica elaborada con datos procedentes de
http//rredc.nrel.gov/solar/standards/am0/wehrli19
85.new.html
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SENSIBILIDAD DEL OJO HUMANO
Las distintas partes del ojo absorben en
diferente grado cada longitud de onda, limitando
la intensidad de radiación que alcanza la retina.
Además, la sensibilidad de ésta es función de la
longitud de onda.
Hace falta una intensidad 10 veces mayor a 0.65
?m que a 0.555 ?m para que el ojo perciba la
misma sensación visual.
0.555 ??m
Gráfica elaborada según datos procedentes de
http//www.unirioja.es/dptos/dq/fa/color/capitulo0
2.doc
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FLUJO LUMINOSO
Consideremos dos bombillas, una de 25 W y otra de
60 W. La bombilla de 60 W dará una luz más
intensa. Cuál de las dos luce más? Cuánto luce
cada bombilla?
Al decir 25 W o 60 W nos referimos sólo a la
potencia consumida por la bombilla de la cual
solo una parte se convierte en luz visible, es el
llamado flujo luminoso. Podríamos medirlo en
watios (W), pero es más apropiado definir una
nueva unidad, el lumen, que tome como referencia
la radiación visible según es percibida por el
ojo.
http//edison.upc.es/curs/llum/fotometria/fotomet.
html
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FLUJO LUMINOSO ?
Empíricamente se demuestra que a una radiación de
555 nm de 1 W de potencia emitida por un cuerpo
negro le corresponden 683 lumen.
1 watt-luz a 555 nm 683 lm
A la relación entre watios y lúmenes se le llama
equivalente luminoso de la energía
http//edison.upc.es/curs/llum/fotometria/magnitud
.html
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INTENSIDAD LUMINOSA
El flujo luminoso se refiere a la cantidad de luz
que emite una fuente de luz, por ejemplo una
bombilla, en todas las direcciones del espacio.
Pero existen fuentes que emiten preferentemente
en ciertas direcciones, como un proyector, por
ejemplo. Para conocer cómo se distribuye el
flujo en cada dirección del espacio definimos la
intensidad luminosa.
http//edison.upc.es/curs/llum/fotometria/magnitud
.html
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INTENSIDAD LUMINOSA I
Intensidad luminosa I es el flujo luminoso
emitido por unidad de ángulo sólido en una
dirección determinada. Su símbolo es I y su
unidad es la candela (cd).
Candela Unidad de intensidad luminosa definida
como 1/60 de la intensidad luminosa por
centímetro cuadrado irradiada por el cuerpo negro
a la temperatura de solidificación del platino
(anteriormente se conocía como bujía, llamada
también nueva bujía).
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ILUMINANCIA E
La iluminancia E es el flujo luminoso recibido
por unidad de superficie. Se mide en lux (1 lx
1 lm/m2)
http//www.ctio.noao.edu/light_pollution/ejemplos.
html
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La iluminancia depende de la distancia del foco
al objeto iluminado según la ley inversa de los
cuadrados que relaciona la intensidad luminosa
(I) y la distancia a la fuente. Esta ley solo es
válida si la dirección del rayo de luz incidente
es perpendicular a la superficie.
http//edison.upc.es/curs/llum/fotometria/magnitud
.html
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Rayos no perpendiculares a la superficie. En este
caso hay que descomponer la iluminancia recibida
en una componente horizontal y en otra vertical a
la superficie.
http//edison.upc.es/curs/llum/fotometria/magnitud
.html
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Se llama luminancia L a la relación entre la
intensidad luminosa  y la superficie aparente
vista por el ojo en una dirección determinada.
Su unidad es la cd/m2. Otras unidades son el
stilb (1 sb  1 cd/m2) o el nit (1 nt  1 cd/cm2).
Tanto si se trata de luz que proviene de un foco
luminoso como si es luz que viene reflejada de
una superficie, percibimos la luminancia de la
misma.
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(No Transcript)
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No toda la energía eléctrica consumida por una
lámpara (bombilla, fluorescente, etc.) se
transforma en luz visible. Parte se pierde por
calor, parte en forma de radiación no visible
(infrarrojo o ultravioleta), etc.
El rendimiento luminoso ? es el cociente entre el
flujo luminoso producido y la potencia eléctrica
consumida, que viene con las características de
las lámparas (25 W, 60 W...). Cuanto mayor sea el
rendimiento luminoso, mejor será la lámpara y
menos gastará.  La unidad es el lumen por watt
(lm/W).
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(No Transcript)