Conceptos Esenciales de Fotometría: Medición de Intensidad, Flujo e Iluminación

Fundamentos de la Fotometría: La Candela y la Intensidad Luminosa

La Intensidad Luminosa es una de las magnitudes fundamentales en fotometría. Históricamente, su definición se basó en diversas fuentes patrón:

H3 Unidades Históricas de Intensidad Luminosa

• Bujía Hefner (Alemania): Intensidad luminosa de una lámpara de acetato de amilo.
• Bujía Cárcel (Francia): Intensidad de una lámpara de aceite de colza.
• Bujía Vernon (Inglaterra): Intensidad luminosa producida por la combustión de aire y gas pentano.
• Bujía Internacional (CIE): Intensidad basada en tres fuentes patrones. Debido a imponderables técnicos, su uso se limitó principalmente a EE. UU., Francia y Gran Bretaña (GB).

H3 La Candela (cd): Unidad Patrón Moderna

H4 Evolución de la Definición

• Nueva Bujía o Candela (1948): Solucionó los problemas inherentes a la Bujía Internacional.
• Definición Clásica: 1/60 de la intensidad luminosa de un radiador de cuerpo negro de platino puro elevado a la temperatura de fusión, medida en dirección perpendicular a la superficie radiante.
• Definición Actual (Revisada): La candela es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de una frecuencia de 540 × 10¹² Hz (correspondiente a una longitud de onda de 555 nm, el pico de sensibilidad del ojo humano) y de una intensidad radiante de 1/683 W por estereorradián (sr).

H4 Términos Relacionados

• Candlepower: Intensidad de la luz emitida desde una candela estándar hecha de cera de espelma. Para fines prácticos, se considera igual a una candela (cd).

Flujo Luminoso y Eficacia

H3 Definiciones de Flujo

• Flujo Energético o Radiante: Energía radiada que el foco emite en un segundo, expresada en vatios (W).
• Flujo Luminoso (Φ): Es el flujo radiante medido según la capacidad de producir en nuestro sistema ojo/cerebro la sensación de brillo. Por lo tanto, el flujo luminoso de cualquier foco emisor equivale al flujo energético multiplicado por su luminosidad relativa. Se mide en lúmenes (lm).

H3 Rendimiento y Eficacia Luminosa

• Rendimiento Luminoso de una Radiación: Viene dado por el cociente entre el flujo luminoso y el flujo radiante, expresado en lúmenes por vatio (lm/W).
• Rendimiento Luminoso de una Fuente (Eficacia Luminosa): Se expresa en la misma unidad que la anterior y representa la relación entre el flujo luminoso emitido y la potencia eléctrica suministrada a la fuente.

Iluminación (Iluminancia) y Unidades de Superficie

La Iluminación (o Iluminancia) es el flujo luminoso incidente por unidad de área. Sus unidades principales son:

H3 Unidades de Iluminación

• Lux (lx): Iluminación producida sobre una superficie de un metro cuadrado (1 m²) que recibe de forma uniforme el flujo de un lumen.
• Fot o Phot (ph): Iluminación producida por un flujo luminoso uniforme de un lumen sobre una superficie de un centímetro cuadrado (1 cm²).
• Foot-candle (fc): Unidad obtenida si se utiliza como unidad de superficie el pie cuadrado (ft²).
• Luxon: Unidad empleada en oftalmología para considerar la luz incidente en el interior del ojo. Se corresponde a la iluminación retinal que se produce al observar una superficie cuya luminancia es de una candela por metro cuadrado (cd/m²), siendo la abertura pupilar de un milímetro cuadrado (1 mm²).