En fotometría , la intensidad luminosa es una medida de la potencia ponderada por longitud de onda emitida por una fuente de luz en una dirección particular por unidad de ángulo sólido , basada en la función de luminosidad , un modelo estandarizado de la sensibilidad del ojo humano . La unidad SI de intensidad luminosa es la candela (cd), una unidad base del SI .
La fotometría se ocupa de la medición de la luz visible tal como la percibe el ojo humano. El ojo humano solo puede ver la luz en el espectro visible y tiene diferentes sensibilidades a la luz de diferentes longitudes de onda dentro del espectro. Cuando está adaptado a condiciones brillantes ( visión fotópica ), el ojo es más sensible a la luz verde amarillenta a 555 nm. La luz con la misma intensidad radiante en otras longitudes de onda tiene una intensidad luminosa menor. La curva que representa la respuesta del ojo humano a la luz es una función estándar definida y (λ) o V (λ) establecida por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE, por Commission Internationale de l'Éclairage ) y estandarizada en colaboración con la ISO . [1]
La intensidad luminosa de las fuentes de luz artificial se mide normalmente utilizando un goniofotómetro equipado con un fotómetro o un espectrorradiómetro. [2]
La intensidad luminosa no debe confundirse con otra unidad fotométrica, el flujo luminoso , que es la potencia total percibida emitida en todas las direcciones. La intensidad luminosa es la potencia percibida por unidad de ángulo sólido . Si una lámpara tiene una bombilla de 1 lumen y la óptica de la lámpara está configurada para enfocar la luz de manera uniforme en un haz de 1 estereorradián , entonces el haz tendría una intensidad luminosa de 1 candela. Si se cambiara la óptica para concentrar el haz en 1/2 estereorradián, entonces la fuente tendría una intensidad luminosa de 2 candelas. El haz resultante es más estrecho y brillante, aunque su flujo luminoso permanece inalterado.
La intensidad luminosa tampoco es lo mismo que la intensidad radiante , la cantidad física objetiva correspondiente utilizada en la ciencia de la medición de la radiometría .
Al igual que otras unidades básicas del SI, la candela tiene una definición operativa : se define mediante la descripción de un proceso físico que producirá una candela de intensidad luminosa. Por definición, si se construye una fuente de luz que emite luz verde monocromática con una frecuencia de 540 THz y que tiene una intensidad radiante de 1/683 vatios por estereorradián en una dirección dada, esa fuente de luz emitirá una candela en la dirección especificada. [3]
La frecuencia de la luz utilizada en la definición corresponde a una longitud de onda en el vacío de 555 nm, que está cerca del pico de la respuesta del ojo a la luz. Si la fuente de 1 candela emitiera uniformemente en todas las direcciones, el flujo radiante total sería de aproximadamente 18,40 mW, ya que hay 4π estereorradianes en una esfera. Nótese que una vela moderna típica produce aproximadamente una candela mientras libera calor a aproximadamente 80 W.
Antes de la definición de la candela, en varios países se utilizaban diversas unidades de intensidad luminosa. Estas se basaban típicamente en el brillo de la llama de una "vela estándar" de composición definida, o en el brillo de un filamento incandescente de diseño específico. Uno de los estándares más conocidos era el estándar inglés : candlepower . Una candlepower era la luz producida por una vela de espermaceti puro que pesaba un sexto de libra y ardía a una velocidad de 120 granos por hora. Alemania, Austria y Escandinavia utilizaban la Hefnerkerze , una unidad basada en la salida de una lámpara Hefner . [4] En 1881, Jules Violle propuso la Violle como unidad de intensidad luminosa, y fue notable por ser la primera unidad de intensidad de luz que no dependía de las propiedades de una lámpara en particular. Todas estas unidades fueron reemplazadas por la definición de la candela.
La intensidad luminosa de la luz monocromática de una longitud de onda particular λ viene dada por donde
Si hay más de una longitud de onda (como suele ser el caso), se debe sumar o integrar sobre el espectro de longitudes de onda presentes para obtener la intensidad luminosa:
