FOTOMETRÍA

La fotometría es la parte de la óptica que determina la Intensidad de una fuente

luminosa y la iluminación de superficies.

• La Intensidad (I) es la cantidad de luz producida o emitida por una fuente luminosa. Su medida es la candela (cd) y a lo que incide por unidad de superficie se le llama Iluminación (E), cuya unidad es el Lux (Lx)

Lx = cd/m2

Comercialmente se usa el Watt (W), cuya equivalencia es: W = 1.1 cd

Ley de Iluminación.

• La ley de Iluminación establece que la Iluminación es directamente proporcional a la intensidad de la fuente luminosa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

E = I/d2 E = (I)cos β/d2

• E = I/d2 E = (I)cos β/d2

E = Iluminación de la superficie, en Lx I = Intensidad de la fuente luminosa, cd. d = Distancia. β = Ángulo con que los rayos luminosos llegan

a la superficie, (°)

Ejemplo:

• ¿Qué Iluminación produce una lámpara de 500 W sobre una superficie que se encuentra a 5 m de distancia.

I = 500 W D = 5 m. E = I/d2

• Conversiones: 1W = 1.1 cd I = 500W(1.1cd/1W) = 550 cd Sustituciones: E= 550cd/(5m)2=550cd/25m2=22 lx 22 Lux es el valor de la I luminosa emitida por

el foco y que incide por cada metro cuadrado de superficie.

EJEMPLO

• La iluminación registrada en una superficie es de 120 Lx. Si la lámpara usada es de 100 W y el ángulo con el que llega el flujo luminoso es de 45 grados, ¿qué distancia separa a la lámpara de la superficie que ilumina?

E = 120 Lx I = 100 W β = 45° d = ? Lx = 1 cd/m2

• Ecuación: E = (I)(cos β)/d2 Despeje: d = √(I)(cosβ)/E Conversión: 1 W= 1.1 cd .’. 100 W =110 cd d = √(110 cd)(cos 45º)/120 Lx = 0.805 m 1 Lx = 1 cd/m2

REFLEXIÓN DE LA LUZ

• Primera ley de la Reflexión: El rayo incidente, la normal (línea imaginaria perpendicular a la superficie del espejo) y el rayo reflejado se encuentran en el mismo plano.

• Segunda ley de la Reflexión: El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.

Conclusión: Si el rayo luminoso incide perpendicularmente a la superficie reflectora, se reflejará sobre sí mismo.

TIPOS DE IMÁGENES FORMADAS EN ESPEJOS

Las imágenes formadas en espejos pueden ser derechas, virtuales, reales y simétricas.

Imagen derecha: Es la que tiene la misma dirección (posición) que el objeto.

Imagen virtual: Son las imágenes que aparentemente se ven dentro del espejo, por ejemplo, las formadas en instrumentos como lupas, microscopios y telescopios. Se forman en el punto en el que los rayos reflejados divergentes aparentan cruzarse detrás del espejo.

• Imagen real: Esta puede ser observada después que la luz emitida por el cuerpo localizado en el punto A es reflejado por el espejo cóncavo que lo hace converger en el punto B.

• Imagen simétrica: Cuando la imagen y el objeto parecen hallarse a la misma distancia del espejo.

EJERCICIOS OBLIGATORIOS.

• La iluminación de una superficie es de 12.22 Lx. Si la lámpara se encuentra a 3 m de distancia, ¿ de cuántos Watts es ?

• Calcular la iluminación de una superficie que se encuentra a 120 cm de una fuente de luz de 66 cd, si el flujo luminoso que le llega está inclinado a 40°.

• La iluminación que genera en una superficie una lámpara de 90.90 Watts es de 48 Lux, ¿a qué distancia se encuentra?

ESPEJOS ESFÉRICOS

• Traza los principales elementos de los espejos esféricos y su utilidad.

• Traza os principales elementos de los espejos cóncavos y su utilidad.

• Traza los principales elementos de los espejos esféricos convexos.

• Da respuesta a los ejercicios que a continuación se exponen:

• A 15 cm de un espejo cóncavo con radio de curvatura de 20 cm se coloca un objeto. Calcular: a) distancia focal, y b) distancia de la imagen.

• Un objeto de 4 cm de altura se coloca a 15 cm de un espejo esférico cóncavo que tiene una distancia focal de 6 cm. Calcular respecto a la imagen: a) distancia a la que se forma, b) aumento.

• Dibujar las lentes convergentes y mencionar su utilidad.

• Dibujar las lentes divergentes y su utilidad.

RESOLVER LO SIGUENTE.

• Una lente tiene una potencia de 6 dioptrías. Calcular: a) Distancia focal, b) radio de curvatura.

• Calcular la potencia de una lente cuya distancia focal es de 2 m.

• Sobre ele eje principal de una lente convergente de 3 cm de distancia focal se coloca un objeto de 9 cm. ¿Qué distancia separa a imagen y lente?