L'Energia Luminosa
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La natura dell'energia luminosa é la stessa di quella delle altre radiazioni elettromagnetiche (le onde radio, i raggi X, etc...).
In fisica, la velocità della luce è infatti la velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica.
Tutte le radiazioni elettromagnetiche, compresa quindi la luce, si trasmettono in linea retta alla stessa velocità, pari a circa 300.000 km/secondo.
Nel vuoto assume con esattezza un valore pari a C0 = 299.792,458 km/s (ovvero circa 3 × 10^8 m/s, utilizzando le unità di misura del Sistema Internazionale).
Le radiazioni visibili per l'occhio umano sono comprese in una fascia molto limitata di tale spettro compresa tra le lunghezze d'onda di circa 380 e di circa 780 nm (nanometri).
L'occhio umano valuta in misura diversa l'intensità corrispondente alle varie lunghezze d'onda ed è per questo che uguali quantità di energia raggiante di differenti lunghezze d'onda non provocano un'impressione luminosa di uguale intensità.
Se, ad esempio, si considerano uguali quantità di energia per tutte le varie lunghezze d'onda e si paragona l'intensità della sensazione ricevuta, si constata che alla radiazione giallo-verde (lunghezza d'onda pari a 555nm), corrisponde l'impressione luminosa più intensa mentre le radiazioni rosse e violette determinano un'impressione molto più debole.
La grandezza fotometrica fondamentale è la visibilità (V1).
Il flusso luminoso (φ) è definito come il prodotto della potenza radiante luminosa per la visibilità, ovvero rappresenta l'energia irradiata in ogni secondo dalla sorgente di luce, riferita alla sensibilità spettrale relativa dell'occhio umano:
φ = V1 * Watt;
V1 = φ/W (lumen/watt)
Si definisce illuminamento (E) il rapporto tra il flusso luminoso incidente sopra una superficie e la superficie stessa:
E = d(φ)/d(S) = Lumen/mq = Lux
L'illuminamento è una grandezza fotometrica alla quale si fa spesso riferimento nei progetti di illuminotecnica.
Si definisce intensità luminosa (I) di una sorgente luminosa in una certa direzione il flusso luminoso emesso entro l'angolo solido unitario appoggiato alla direzione considerata:
I(ω) = dφ(ω)/d(ω) = Lumen/Steradiante = candela
Il parametro intensità luminosa è essenziale nel campo dell'illuminotecnica: è una grandezza principalmente utilizzata per la caratterizzazione delle sorgenti luminose, attraverso le curve fotometriche, ma anche in alcune prescrizioni progettuali e normative.
Si definisce luminanza (L) di un elemento di una superficie emittente in una direzione (α) il rapporto fra l'intensità luminosa emessa nella direzione considerata e l'area dell'elemento stesso proiettata sopra un piano perpendicolare alla direzione (α):
L = d(Iα)/d(Sem)*cos(α) = cd/mq = nit
La luminanza può essere definita per superfici che emettono luce o che la riflettono.
La scelta di una sorgente di luce è motivata da esigenze funzionali, impiantistiche, estetiche e di costo.
I parametri principali che permettono di comparare tra di loro le lampade sono:
- Flusso Luminoso (potenza raggiante utile ai fini dell’illuminazione: lumen);
- Curva Fotometrica (distribuzione spaziale del flusso luminoso: cd/mq);
- Efficienza Luminosa (rapporto tra il flusso luminoso emesso e la potenza elettrica assorbita: lm/W);
- Durata (numero di ore di accensione dopo le quali la lampada va fuori servizio: h);
- Decadimento del flusso luminoso (diminuzione del flusso luminoso emesso nel tempo: %);
- Temperatura di colore (temperatura alla quale il corpo nero emette una luce di colore uguale a quello della lampada in esame: K);
- Resa Cromatica (attitudine di una sorgente luminosa a rendere i colori allo stesso modo della radiazione solare: Ra).