Iluminatul Electric

2.1. Mărimi fotometrice

2.1.1. Lumina

Spectrul de lumină corespunde unei părţi a spectrului radiaţiei electro-magnetice, având lungimi de undă cuprinsă între 380 şi 760 nm (fig. 2.1). Spectrul radiaţiilor vizibile reprezintă un eşantion foarte redus din întregul spectru, care mai cuprinde radiaţiile , radiaţii Röntgen, radiaţii infraroşii, radiaţii ultraviolete ş.a. Radiaţiile din spectrul 380 - 760 nm determină o senzaţie fiziologică specifică asupra ochiului uman, numită lumină.

Ochiul uman prezintă senzaţii diferite pentru diferite lungimi de undă. Aceste senzaţii diferite sunt numite culoare (tabelul 2.1). În cazul în care lumina cuprinde întreg spectrul al radiaţiilor vizibile ochiul sesizează culoare albă.

Lungimea de undă a unei radiaţii electromagnetice poate fi determinată din relaţia

, (2.1)

în care c este viteza luminii (viteza de propagare în vid), iar f  frecvenţa radiaţiei (c  3108 m/s în vid; 2,25108 m/s în apă şi 2108 în sticlă).

Tabelul 2.1

Sensibilitatea spectrală a ochiului uman

Lungimea de undă nm

Culoarea

380 - 430 Violet

430 - 485 Bleu

485 - 570 Verde

570 - 600 Galben

600 - 610 Portocaliu

610 - 760 Roşu

În realitate culoarea se realizează prin suprapunerea radiaţiilor vizibile cu diferite lungimi de undă emise de sursa de lumină.

În tabelul 2.2 este indicată clasificarea surselor tehnice de lumină în funcţie de culoare, conform CIE (Comisiei Internaţionale de Iluminat) şi DIN (Standardul German). Culoarea unei surse de lumină se caracterizează prin temperatura sa de culoare. Temperatura de culoare a unei surse de lumină se defineşte ca fiind temperatura (în K) corpului negru, a cărui radiaţie are aceeaşi culoare cu cea a sursei de lumină analizate.

Tabelul 2.2

Culoarea unei surse de lumină

Definiţie conform

DIN Definiţie conform

CIE Domeniul temperaturii de culoare

Alb cald (ww) Grupa 1 (cald) < 3300 K

Alb neutru (nw) Grupa 2 (mediu) (3300 - 5000/5300) K

Alb lumina zilei (tw) Gruppe 3 (rece) > 5000/5300 K

Lumina zilei rezultă din radiaţia termică a soarelui în urma filtrării prin atmosfera pământului. Radiaţia termică a soarelui cuprinde un spectru continuu cu lungimi de undă cuprinse între circa 300 şi 4500 nm cu o temperatură medie de culoare de 5000 K (pentru Europa).

2.1.2. Mărimi şi unităţi fotometrice

Toate corpurile având o temperatură peste 0 K radiază energie. Însă numai radiaţiile care sunt observate de către ochiul uman corespund energiei luminoase. Fiecare sursă de lumină emite o anumită energie luminoasă W. Energia luminoasă nu este o mărime obiectivă, fiind energia unei radiaţii electromagnetice dar validată subiectiv de către ochiul uman.

Energia radiată în unitatea de timp (puterea radiată) şi validată de către ochiul uman se defineşte ca fiind fluxul luminos 

. (2.2)

Unitatea de măsură, lumenul (lm), corespunde unui flux luminos emis de o sursă monocromatică cu lungimea de undă de 555, 5 nm (f = 540,01541012 Hz) şi care consumă 1/683 W. Altfel spus, rezultă un flux de 1 lm în cazul unei transformări ideale a puterii de 1/683 W, absorbită de o sursă de lumină care emite o radiaţie monocromatică cu lungimea de undă de 555, 5 nm (galben).