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Grandezze fotometriche

Che cosa sono le grandezze fotometriche?

Le grandezze fotometriche sono grandezze che caratterizzano un'onda luminosa a seconda degli effetti sensoriali che producono sul sistema occhio cervello che li recepisce.

Le grandezze fotometriche sono tre:

- l'intensità luminosa

- il flusso luminoso

- l'illuminamento o intensità di illuminazione

Vediamole nel dettaglio.

Intensità luminosa

L'intensità luminosa IL è analoga all'intensità di radiazione I e stabilisce quanto brillante risulti una sorgente luminosa.

Essa si misura in candele, simbolo Cd, una delle 7 grandezze fondamentali del Sistema Internazionale.

Una candela è definita come l'intensità luminosa di una sorgente che emette in una data direzione una radiazione alla frequenza di 540 ∙ 1012 Hz con un'intensità di radiazione pari a 1/683 W/sr ovvero indica la quantità di luce emessa dalla sorgente in una data direzione per ogni secondo  e per unità di angolo solido (unità di misura dell'angolo solido steradiante simbolo sr).

La frequenza di 540 ∙ 1012 Hz corrisponde alla percezione di luce giallo-verde per la quale la sensibilità dell'occhio umano risulta massima.

Per dare un esempio concreto di quanto vale l'intensità luminosa di una candela, vediamo la tabella qui sotto in cui sono riportate varie intensità luminose di alcuni oggetti di uso comune:

intensità luminose oggetti comuni

Flusso luminoso

Il flusso luminoso ΦL è analogo al flusso della radiazione Φ e misura la quantità di luce emessa ogni secondo da una sorgente in relazione all'effetto prodotto sull'organo visivo umano.

Il flusso si misura in lumen (simbolo lm) che è definito come il flusso luminoso emesso da una sorgente di intensità luminosa 1 candela in un angolo solido di 1 steradiante:

1 lm = 1 cd ∙ 1 sr

Per cui il flusso luminoso si calcola come prodotto dell'intensità luminosa IL per l'angolo solido Ω:

ΦL = IL ∙ Ω

Illuminamento

L'illuminamento o intensità di illuminazione EL è analogo all'irradiamento E e misura il rapporto tra la quantità di luce che ogni secondo arriva perpendicolarmente su una superficie di area A e l'area stessa.

Si misura in lux che è definito come il rapporto tra il flusso di 1 lumen fratto l'area di 1 m2:

1 lux = 1 lm / 1 m2

Per cui:

EL = ΦL / A

L'illuminamento tiene conto della sensibilità dell'occhio umano e fornisce ad esempio l'illuminazione minima che consente al nostro occhio di distinguere i caratteri neri stampati su di una pagina bianca consentendoci quindi di leggere.

Esercizio #1

Un faretto ed una lampadina ad incandescenza sono caratterizzate dallo stesso flusso luminoso di 1000 lm.

Calcolare:

1) l'intensità luminosa del faretto considerando l'emissione di luce uniforme in un angolo solido di 2 sr

2) l'intensità luminosa della lampadina quando essa emette luce uniformemente in tutte le direzioni tranne in un angolo solido di 0,5 sr opportunamente oscurato.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della intensità luminosa.

Esercizio #2

L'intensità di illuminazione della luce ricevuta dal Sole, misurata attraverso una cellula fotoelettrica, risulta pari a 2 ∙ 105 lux.

A quanto è pari l'intensità luminosa emessa dal Sole?

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: intensità luminosa del Sole.

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irraggiamento

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