FÍSICA GENERAL PARA ARQUITECTURA

Transcripción

1 FÍSICA GENERAL PARA ARQUITECTURA 105_01_03_Iluminación UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE HONDURAS FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE FÍSICA HEYDI MARTÍNEZ

2 Onda La luz es un tipo de onda ILUMINACIÓN COMPORTAMIENTO DE LA LUZ Partícula La luz está compuesta por partículas de masa llamadas fotones Fenómeno: Difracción Fenómeno: Efecto fotoeléctrico

3 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ El ser humano es capaz de percibir la luz naturalmente. La luz que percibimos abarca una serie de matices en cuanto a colorido, que va desde el color rojo hasta el violeta, pasando por el amarillo como color central. Espectro Visible: Se clasifica cada color por su longitud de onda.

4 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ Existen radiaciones por debajo del rojo que no se perciben con la vista, reciben el nombre de Infrarrojas

5 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ Las radiaciones infrarrojas, poseen características térmicas, percibidas por el sentido del tacto. Radiaciones que influyen en el diseño de un hábitat.

6 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ Las ondas que se encuentran por encima del violenta, llamadas ultravioletas (U.V) son imperceptibles por el ojo humano.

7 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ La radiación ultravioleta es responsable de la degradación de ciertos materiales Envejecimiento UV para muestras de tablero

8 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ La velocidad de propagación de la luz en el vacío es aproximadamente 3x 10 8 m/s La velocidad no varía cuando la fuente está en movimiento

9 ÓPTICA La luz que emerge de una fuente luminosa está compuesta por infinitos rayos, denominado haz de luz, cada uno de los rayos se puede estudiar por separados.

10 ÓPTICA Los materiales al recibir luz, se clasifican Transparentes Opacos Translúcidos

11 ÓPTICA 1. Materiales opacos: La luz incide y se refleja. En los colores más claros mayor será la reflexión. Cuanto menos brillante, más rugosa y más oscura sea la superficie de incidencia menor será la luz reflejada (será absorbida por el material) 2. El fenómeno que ocurre en los materiales que dejan pasar la luz se llama Refracción.

12 RADIACIÓN LUMINOSA La energía radiada bajo la forma de oscilaciones del campo electromagnético, constituye a un flujo de energía denominado flujo radiante (potencia total emitida). Todo proceso que se propaga con carácter oscilatorio, cumple la condición λ f = c Donde c es la velocidad de la luz, f la frecuencia de oscilación y λ la longitud de onda.

13 RADIACIÓN LUMINOSA El rango de radiación luminosa está comprendida entre 0.30 μm y 0.76 μm. Espectro electromagnético Luz: sensación obtenida a través del mecanismo de la vista, como respuesta a la excitación por radiación electromagnética entre el rango anterior.

14 FLUJO LUMINOSO El flujo luminoso (Φ), es la potencia de la sensación de luz percibida correspondiente a una potencia P de excitación dada. Tiene unidades de lumen [lm]. El rendimiento visual (R v ) puede expresarse: R v = Φ P lm watt Φ = R v P

15 FLUJO LUMINOSO El rendimiento visual del ojo no es el mismo para todas las longitudes de onda. Es más sensible para colores intermedios y se atenúa hacia los extremos del espectro visible. Curva internacional de luminosidad. Para 555 nm el ojo tiene máxima sensibilidad.

16 INTENSIDAD DEL FLUJO LUMINOSO La intensidad luminosa I, es la capacidad de emitir luz o la medida de la luz que emite como fuente luminosa. La unidades para medirla es la candela. Ángulo sólido, es el volumen virtual generado por aquellos rayos que inciden en una superficie de 1 m 2 ubicado a 1m de distancia de la fuente emisora.

17 INTENSIDAD DEL FLUJO LUMINOSO Si el área fuese de 1m 2 y estuviera a 1m de distancia de la fuente, para una intensidad luminosa de 1 candela, el flujo luminoso en la superficie A sería 1 lumen. A ω = A r 2

18 INTENSIDAD DEL FLUJO LUMINOSO También podemos definir la Intensidad luminosa I como el flujo luminoso Φ emitido por unidad de ángulo sólido ω. I = Φ ω ω I Si la fuente emite uniformemente en todas direcciones, la intensidad es igual para todas las direcciones

19 ILUMINACIÓN La iluminación E del área considerada, a la densidad superficial de distribución del flujo incidente E = Φ A A En otras palabras, una fuente luminosa de 1 candela (emite un flujo luminoso de 1 lumen), producirá en una superficie de 1m 2 ubicada a 1m de distancia una iluminación de 1 lux. Por tanto se define como lux [lx] a la unidad de medida de la iluminación. 1 lx = 1 lm 1 m 2

20 RELACIÓN ILUMINACIÓN - INTENSIDAD Como el flujo incidente en un área (Φ A ) es el mismo flujo emitido dentro del ángulo sólido (Φ ω ) correspondiente a A, tenemos Φ A = Φ ω Por tanto: Esto para superficies esféricas. E = Φ ω ω r 2 = I r 2

21 RELACIÓN ILUMINACIÓN - INTENSIDAD Para superficies no esféricas: Donde: E = I α cos α d 2 d es la distancia del punto a la fuente luminosa α es el ángulo de incidencia del flujo luminoso I α es la intensidad de la fuente en la dirección α Esta relación es conocida como Ley General de Fotometría

22 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ Cuando un flujo Φ i incide sobre un material, puede producirse: 1. Una parte del flujo es reflejado (Φ r ) 2. Una parte del flujo es absorbido (Φ a ) 3. Una parte del flujo es transmitido por transparencia (Φ t )

23 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ Se definen los coeficientes característicos del material, Coeficiente de reflexión: Coeficiente de transmisión: Coeficiente de absorción: K r = Φ r Φ i 1 K t = Φ t Φ i 1 K a = Φ a Φ i 1 Donde K r + K t + K a = 1

24 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ El coeficiente K t es nulo para cuerpos opacos El coeficiente K r es nulo para una superficie absolutamente negra El coeficiente K a es nulo para cuerpos absolutamente transparentes.

25 COMPORTAMIENTO DE LA LUZ Cuerpos opacos Cuerpos Transparentes

26 FENÓMENO DE REFLEXIÓN Cuando un rayo luminoso incide sobre una superficie plana es reflejado, lo hace cumpliendo: θ i = θ r Tomados estos ángulos respecto a la normal al plano de incidencia. Fenómeno de Reflexión en medios aire y agua.

27 FENÓMENO DE REFRACCIÓN Si el rayo luminoso incide sobre una superficie de medio transparente se propaga en el mismo desviando la trayectoria inicial, a este fenómeno se le llama Refracción. Fenómeno de Refracción, cambio de dirección.

28 Los diferentes colores no son otra cosa que las diferentes sensaciones de luz con que el ojo decodifica las distintas longitudes de onda de la radiación luminosa incidente en la retina. ILUMINACIÓN VISIÓN DE OBJETOS Podemos señalar ahora que cuando se perciben en forma simultánea, todas esa longitudes de onda, es cuando nuestro cerebro recibe la sensación de ver el color blanco.

29 CONCEPTOS DEL COLOR Si se reflejan todas las longitudes de onda de una fuente de luz blanca, la superficie del objeto es blanca. Si la superficie absorbe todas las radiaciones incidentes, la superficie es negra. Si la superficie se ve de color rojo al iluminarlo con luz blanca, la superficie es roja. Una radiación en una longitud de onda única se dice que es MONOCROMATICA (Único color).

30 CONCEPTOS DEL COLOR Por lo tanto, podemos generalizar el concepto anterior, diciendo que normalmente consideramos como color propio de un objeto, al color con el que lo percibimos al iluminárselo con luz blanca. Es importante concluir que el color con que se ve un objeto no es algo propio e invariable del mismo, sino que depende de la composición espectral de la luz incidente y de los factores de reflexión y transmisión que correspondan.

31 MEZCLAS ADITIVAS Y SUSTRACTIVAS Mezclas Aditivas: La mezcla de los tres primarios da como resultado el color blanco. Mezclas Sustractivas: La mezcla de los colores secundarios da como resultado el color negro.

32 MEZCLAS ADITIVAS Y SUSTRACTIVAS Mezclas Aditivas: Mezclando aditivos se produce un sustractivo. Rojo + Azul = Magenta Azul + Amarillo = Blanco Mezclas Sustractivas Mezclando los aditivos se produce el color blanco.

33 ILUMINACIÓN PREGUNTAS?