Luz e iluminación

1. Luz e iluminaciLuz e iluminacióónn
Capítulo 33
Física Sexta edición
Paul E. Tippens
Capítulo 33
Física Sexta edición
Paul E. Tippens
•• ¿¿QuQuéé es la luz?es la luz?
•• PropagaciPropagacióón de la luzn de la luz
•• Espectro electromagnEspectro electromagnééticotico
•• La teorLa teoríía cua cuáánticantica
•• Velocidad de la luzVelocidad de la luz
•• Rayos de luz y sombraRayos de luz y sombra
•• Flujo luminosoFlujo luminoso
•• Intensidad luminosaIntensidad luminosa
•• IluminaciIluminacióónn

2. ¿¿QuQuéé es la luz?es la luz?
LaLa luzluz es radiacies radiacióón electromagnn electromagnéética capaz de afectar eltica capaz de afectar el
sentido de la vista.sentido de la vista.
Tres caracterTres caracteríísticas importantes de la luz:sticas importantes de la luz:
•• PropagaciPropagacióón rectiln rectilíínea:nea: La luz viaja enLa luz viaja en llíínea rectanea recta..
•• ReflexiReflexióón:n: Cuando la luz incide en unaCuando la luz incide en una superficiesuperficie
lisalisa, regresa a su medio original., regresa a su medio original.
•• RefracciRefraccióón:n: LaLa trayectoria de la luztrayectoria de la luz cambia cuandocambia cuando
penetra a un medio transparente.penetra a un medio transparente.

3. PropagaciPropagacióón de la luzn de la luz
LaLa teorteoríía electromagna electromagnééticatica sostiene que la luz se propaga comosostiene que la luz se propaga como
campos transversales oscilatorioscampos transversales oscilatorios. La energ. La energíía se divide por iguala se divide por igual
entre los campos elentre los campos elééctrico E y magnctrico E y magnéético B, que sontico B, que son
perpendiculares entre sperpendiculares entre síí..

4. Espectro electromagnEspectro electromagnééticotico
c f= λ
donde:
c = velocidad de la luz
(3 x 108 m/s)
f = frecuencia
l = longitud de onda
donde:
c = velocidad de la luz
(3 x 108 m/s)
f = frecuencia
l = longitud de onda

5. La teorLa teoríía cua cuáánticantica
h = 6.626 x 10-34 J•sh = 6.626 x 10-34 J•s
EcuaciEcuacióónn de Planck:de Planck:
E = hfE = hf

6. Velocidad de la luzVelocidad de la luz
LaLa velocidadvelocidad de lade la luzluz eses exactamenteexactamente::
c = 2.99792457c = 2.99792457 xx 101088 m/sm/s
DosDos aproximacionesaproximaciones úútilestiles son:son:
c =c = 33 xx 101088 m/sm/s
c =c = 186,000 mi/s186,000 mi/s

7. Rayos de luz y sombrasRayos de luz y sombras
SombraSombra formadaformada
porpor unauna fuentefuente
puntualpuntual dede luzluz..
SombraSombra
formadaformada porpor
unauna fuentefuente dede
luzluz extendidaextendida..

8. Flujo luminosoFlujo luminoso
ElEl flujo luminoso Fflujo luminoso F es la parte de laes la parte de la potencia radiantepotencia radiante totaltotal
emitida por una fuente de luz que es capaz de afectar elemitida por una fuente de luz que es capaz de afectar el sentidosentido
de la vistade la vista..
UnUn esterorradiesterorradiáánn ((srsr)) es eles el áángulongulo
ssóólido subtendido en el centro delido subtendido en el centro de
una esfera por ununa esfera por un áárea A sobrerea A sobre
su superficie, que es igual alsu superficie, que es igual al
cuadrado de su radio R.cuadrado de su radio R.
UnUn lumen (1m)lumen (1m) es el flujo luminoso (o potencia radiante visible)es el flujo luminoso (o potencia radiante visible)
emitido desde una abertura de 1/600 cmemitido desde una abertura de 1/600 cm22 de una fuente patrde una fuente patróón en e
incluido dentro de unincluido dentro de un áángulo sngulo sóólido delido de 11 srsr..

9. Intensidad luminosaIntensidad luminosa
LaLa intensidadintensidad luminosaluminosa II dede unauna fuentefuente dede luzluz
eses elel flujoflujo luminosoluminoso FF emitidoemitido porpor unidadunidad dede
áángulongulo ssóólidolido ΩΩ...
I
F
=
Ω

10. IluminaciIluminacióónn
LaLa iluminaciiluminacióónn E deE de unauna superficiesuperficie A se defineA se define
comocomo elel flujoflujo luminosoluminoso FF porpor unidadunidad dede áárearea..
E =
F
A
CuandoCuando unauna superficiesuperficie forma unforma un
áángulongulo θθ con elcon el flujoflujo incidenteincidente,,
lala iluminaciiluminacióónn EE eses proporcionalproporcional
a laa la componentecomponente AcosAcosθθ de lade la
superficiesuperficie perpendicular alperpendicular al flujoflujo..
E
F
A
I
R
= =
cosθ
2

11. Conceptos claveConceptos clave
•• LuzLuz
•• Ondas electromagnOndas electromagnééticasticas
•• RegiRegióón visiblen visible
•• NanNanóómetrometro
•• TeorTeoríía cua cuáánticantica
•• FotonesFotones
•• Rayo de luzRayo de luz
•• umbraumbra
•• PenumbraPenumbra
•• Flujo luminosoFlujo luminoso
•• Intensidad luminosaIntensidad luminosa
•• estereorradiestereorradiáánn
•• IluminaciIluminacióónn
•• FuenteFuente isotrisotróópicapica

12. Resumen de ecuacionesResumen de ecuaciones
c = 3 x 108 m/sc = 3 x 108 m/sc f= λ
h = 6.626 x 10-34 J•sh = 6.626 x 10-34 J•s
I
F
=
Ω
E =
F
A
E =
I cos
R2
θ
E = hfE = hf