IlluminanceEdit

Illuminamento è una misura della quantità di flusso luminoso e si sviluppa su una determinata area., Si può pensare al flusso luminoso (misurato in lumen) come misura della “quantità” totale di luce visibile presente e l’illuminamento come misura dell’intensità dell’illuminazione su una superficie. Una data quantità di luce illuminerà una superficie più debolmente se si sviluppa su un’area più ampia, quindi l’illuminamento è inversamente proporzionale all’area quando il flusso luminoso è mantenuto costante.

Un lux è uguale a un lumen per metro quadrato:

1 lx = 1 lm/m2 = 1 cd·sr/m2.,

Un flusso di 1000 lumen, distribuito uniformemente su una superficie di 1 metro quadrato, illumina quel metro quadrato con un illuminamento di 1000 lux. Tuttavia, gli stessi 1000 lumen distribuiti su 10 metri quadrati producono un illuminamento dimmer di soli 100 lux.

Raggiungere un illuminamento di 500 lux potrebbe essere possibile in una cucina di casa con una singola lampada fluorescente con una potenza di 12000 lumen. Per illuminare un pavimento di fabbrica con decine di volte l’area della cucina richiederebbe decine di tali infissi. Pertanto, l’illuminazione di un’area più ampia allo stesso livello di lux richiede un numero maggiore di lumen.,

Come con altre unità SI, è possibile utilizzare i prefissi SI, ad esempio un kilolux (klx) è 1000 lux.

Ecco alcuni esempi dell’illuminamento fornito in varie condizioni:

L’illuminamento fornito da una sorgente luminosa su una superficie perpendicolare alla direzione della sorgente è una misura della forza di quella sorgente percepita da quella posizione. Ad esempio, una stella di magnitudine apparente 0 fornisce 2,08 microlux (µlx) sulla superficie terrestre. Una stella di magnitudine 6 appena percettibile fornisce 8 nanolux (nlx)., Il Sole non oscurato fornisce un’illuminazione fino a 100 kilolux (klx) sulla superficie terrestre, il valore esatto a seconda del periodo dell’anno e delle condizioni atmosferiche. Questo illuminamento normale diretto è correlato alla costante di illuminamento solare Esc, pari a 128000 lux (vedi Luce solare e costante solare).

L’illuminamento su una superficie dipende da come la superficie è inclinata rispetto alla sorgente., Ad esempio, una torcia tascabile rivolta a un muro produrrà un dato livello di illuminazione se rivolta perpendicolarmente al muro, ma se la torcia è mirata ad aumentare gli angoli rispetto alla perpendicolare (mantenendo la stessa distanza), il punto illuminato diventa più grande e quindi è meno altamente illuminato. Quando una superficie è inclinata di un angolo rispetto a una sorgente, l’illuminazione fornita sulla superficie viene ridotta perché la superficie inclinata sottende un angolo solido più piccolo dalla sorgente e quindi riceve meno luce., Per una sorgente puntiforme, l’illuminazione sulla superficie inclinata viene ridotta di un fattore pari al coseno dell’angolo tra un raggio proveniente dalla sorgente e il normale alla superficie. Nei problemi pratici di illuminazione, date informazioni sul modo in cui la luce viene emessa da ciascuna sorgente e sulla distanza e la geometria dell’area illuminata, è possibile effettuare un calcolo numerico dell’illuminazione su una superficie aggiungendo i contributi di ogni punto su ogni sorgente luminosa.,

Rapporto tra illuminamento e irradianzamodifica

Come tutte le unità fotometriche, il lux ha una corrispondente unità “radiometrica”. La differenza tra qualsiasi unità fotometrica e la sua corrispondente unità radiometrica è che le unità radiometriche sono basate sulla potenza fisica, con tutte le lunghezze d’onda ponderate allo stesso modo, mentre le unità fotometriche tengono conto del fatto che il sistema visivo che forma le immagini dell’occhio umano è più sensibile ad alcune lunghezze d’onda rispetto ad altre, e Il fattore di ponderazione è noto come funzione di luminosità.,

Il lux è un lumen per metro quadrato (lm/m2), e la corrispondente unità radiometrica, che misura l’irraggiamento, è il watt per metro quadrato (W / m2). Non esiste un singolo fattore di conversione tra lux e W/m2; esiste un diverso fattore di conversione per ogni lunghezza d’onda e non è possibile effettuare una conversione a meno che non si conosca la composizione spettrale della luce.

Il picco della funzione di luminosità è a 555 nm (verde); il sistema visivo che forma le immagini dell’occhio è più sensibile alla luce di questa lunghezza d’onda rispetto a qualsiasi altro., Per la luce monocromatica di questa lunghezza d’onda, la quantità di illuminamento per una data quantità di irraggiamento è massima: 683.002 lux per 1 W/m2; l’irraggiamento necessario per fare 1 lux a questa lunghezza d’onda è di circa 1.464 mW/m2. Altre lunghezze d’onda della luce visibile producono meno lux per watt per metro quadrato. La funzione di luminosità scende a zero per le lunghezze d’onda al di fuori dello spettro visibile.

Per una sorgente luminosa con lunghezze d’onda miste, il numero di lumen per watt può essere calcolato mediante la funzione luminosità., Per apparire ragionevolmente “bianca”, una sorgente luminosa non può consistere esclusivamente della luce verde a cui i fotorecettori visivi che formano l’immagine dell’occhio sono più sensibili, ma deve includere una generosa miscela di lunghezze d’onda rosse e blu, a cui sono molto meno sensibili.

Ciò significa che le sorgenti luminose bianche (o biancastre) producono molti meno lumen per watt rispetto al massimo teorico di 683.002 lm / W. Il rapporto tra il numero effettivo di lumen per watt e il massimo teorico è espresso in percentuale nota come efficienza luminosa., Ad esempio, una tipica lampadina a incandescenza ha un’efficienza luminosa di solo circa il 2%.

In realtà, i singoli occhi variano leggermente nelle loro funzioni di luminosità. Tuttavia, le unità fotometriche sono definite con precisione e misurabili con precisione. Si basano su una funzione di luminosità standard concordata basata sulle misurazioni delle caratteristiche spettrali della fotorecezione visiva che forma l’immagine in molti occhi umani individuali.