Luz e iluminaciónLuz e iluminación

Capítulo 33Física Sexta edición Paul E. Tippens

Capítulo 33Física Sexta edición Paul E. Tippens

¿Qué es la luz?¿Qué es la luz? Propagación de la luzPropagación de la luz Espectro electromagnéticoEspectro electromagnético La teoría cuánticaLa teoría cuántica Velocidad de la luzVelocidad de la luz Rayos de luz y sombraRayos de luz y sombra Flujo luminosoFlujo luminoso Intensidad luminosaIntensidad luminosa IluminaciónIluminación

¿Qué es la luz?¿Qué es la luz?

La La luzluz es radiación electromagnética capaz de afectar el es radiación electromagnética capaz de afectar el sentido de la vista.sentido de la vista.

Tres características importantes de la luz:Tres características importantes de la luz:

• Propagación rectilínea:Propagación rectilínea: La luz viaja en La luz viaja en línea rectalínea recta. . • Reflexión:Reflexión: Cuando la luz incide en una Cuando la luz incide en una superficie superficie

lisalisa, regresa a su medio original. , regresa a su medio original. • Refracción:Refracción: La La trayectoria de la luztrayectoria de la luz cambia cuando cambia cuando

penetra a un medio transparente.penetra a un medio transparente.

Propagación de la luzPropagación de la luz

La La teoría electromagnéticateoría electromagnética sostiene que la luz se propaga como sostiene que la luz se propaga como campos transversales oscilatorioscampos transversales oscilatorios. La energía se divide por igual . La energía se divide por igual entre los campos eléctrico E y magnético B, que son entre los campos eléctrico E y magnético B, que son perpendiculares entre sí.perpendiculares entre sí.

Espectro electromagnéticoEspectro electromagnético

c f= λc f= λ

donde:

c = velocidad de la luz (3 x 108 m/s)

f = frecuencia

l = longitud de onda

donde:

c = velocidad de la luz (3 x 108 m/s)

f = frecuencia

l = longitud de onda

La teoría cuánticaLa teoría cuántica

h = 6.626 x 10-34 J•sh = 6.626 x 10-34 J•s

Ecuación de Planck:Ecuación de Planck:

E = hfE = hf

Velocidad de la luzVelocidad de la luz

La velocidad de la luz es La velocidad de la luz es exactamenteexactamente::

c = 2.99792457 c = 2.99792457 xx 10 1088 m/s m/s

Dos Dos aproximaciones útilesaproximaciones útiles son: son:

c = c = 3 3 xx 10 1088 m/s m/sc = c = 186,000 mi/s186,000 mi/s

Rayos de luz y sombrasRayos de luz y sombras

Sombra formada Sombra formada por una por una fuente fuente puntualpuntual de luz. de luz.

Sombra Sombra formada por formada por una una fuente de fuente de luz extendidaluz extendida..

Flujo luminosoFlujo luminoso

El El flujo luminoso Fflujo luminoso F es la parte de la es la parte de la potencia radiantepotencia radiante total total emitida por una fuente de luz que es capaz de afectar el emitida por una fuente de luz que es capaz de afectar el sentido sentido de la vistade la vista..

Un Un esterorradián (sr)esterorradián (sr) es el ángulo es el ángulo sólido subtendido en el centro de sólido subtendido en el centro de una esfera por un área A sobre una esfera por un área A sobre su superficie, que es igual al su superficie, que es igual al cuadrado de su radio R.cuadrado de su radio R.

Un Un lumen (1m)lumen (1m) es el flujo luminoso (o potencia radiante visible) es el flujo luminoso (o potencia radiante visible) emitido desde una abertura de 1/600 cmemitido desde una abertura de 1/600 cm22 de una fuente patrón e de una fuente patrón e incluido dentro de un incluido dentro de un ángulo sólido deángulo sólido de 1 sr1 sr..

Intensidad luminosaIntensidad luminosa

La La intensidad luminosa Iintensidad luminosa I de una fuente de luz de una fuente de luz es el flujo luminoso F emitido por unidad de es el flujo luminoso F emitido por unidad de ángulo sólido ángulo sólido ...

IF

=

IF

=

IluminaciónIluminación

La La iluminacióniluminación E de una superficie A se define E de una superficie A se define como el como el flujo luminosoflujo luminoso F por unidad de F por unidad de áreaárea.. E =

F

AE =

F

A

Cuando una Cuando una superficiesuperficie forma un forma un ángulo ángulo con el con el flujo flujo incidente, incidente, la iluminación E es proporcional la iluminación E es proporcional a la componente Acosa la componente Acos de la de la superficie perpendicular al flujo.superficie perpendicular al flujo.

EF

A

I

R= =

cos2

EF

A

I

R= =

cos2

Conceptos clave Conceptos clave

• LuzLuz

• Ondas electromagnéticasOndas electromagnéticas

• Región visible Región visible

• NanómetroNanómetro

• Teoría cuánticaTeoría cuántica

• FotonesFotones

• Rayo de luzRayo de luz

• umbraumbra

• PenumbraPenumbra

• Flujo luminosoFlujo luminoso

• Intensidad luminosaIntensidad luminosa

• estereorradiánestereorradián

• IluminaciónIluminación

• Fuente isotrópicaFuente isotrópica

Resumen de ecuaciones Resumen de ecuaciones

c = 3 x 108 m/sc = 3 x 108 m/sc f= λc f= λ

h = 6.626 x 10-34 J•sh = 6.626 x 10-34 J•s

IF

=

IF

=

E =F

AE =

F

A E =I cos

R2

E =I cos

R2

E = hfE = hf