Appunti VERIFICATO
illuminotecnica
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Di cosa parla
- La luce è stata oggetto di dibattito storico, dalla teoria corpuscolare di Newton a quella ondulatoria di Huygens, confermata dagli esperimenti di Young. Maxwell la descrisse come un'onda elettromagnetica.
- La luce possiede una natura duale (onda e corpuscolo, o fotone) come evidenziato da Einstein e dalla fisica quantistica, con proprietà come ampiezza, lunghezza d'onda e una velocità costante di 300.000 km/s.
- Lo spettro elettromagnetico include la luce visibile (380-780 nm), che è solo una piccola porzione e contiene tutti i colori dell'arcobaleno. Le radiazioni a lunghezza d'onda minore (UV, X, gamma) sono più dannose.
- La polarizzazione descrive l'orientamento delle vibrazioni del campo elettrico di un'onda, che può essere lineare (verticale, orizzontale) o circolare, e può essere manipolata con filtri polarizzanti.
- La distribuzione di potenza spettrale (SPD) descrive le ampiezze delle onde monocromatiche di diverse frequenze che compongono una radiazione, fornendo informazioni su colore ed energia.
- L'interazione della luce con la materia può comportare:
- Assorbimento (trasformazione in altra forma di energia, es. calore).
- Riflessione (diffusa o speculare).
- Trasmissione (diffusa o speculare), con la rifrazione governata dalla legge di Snell e il fenomeno della Riflessione Interna Totale (TIR).
- Dispersione, dove l'indice di rifrazione non è costante ma varia con la lunghezza d'onda, separando i colori (es. prisma di Newton).
- Le grandezze radiometriche misurano l'energia radiante:
- Energia radiante [J]: energia totale.
- Flusso radiante [W]: energia per unità di tempo (potenza radiante).
- Intensità radiante [W/sr]: flusso in una direzione specifica.
- Irradianza [W/m²]: flusso incidente su una superficie.
- Uscita radiante [W/m²]: flusso uscente da una superficie.
- Radianza [W/(sr·m²)]: percezione dell'energia luminosa da parte di un osservatore.
- La fotometria studia la percezione umana della luce. La funzione di efficacia luminosa spettrale K(λ) valuta la sensibilità dell'occhio, che è massima a 555 nm (giallo) e diminuisce verso il rosso e il blu.
- Le grandezze fotometriche derivano da quelle radiometriche, pesate per K(λ) e indicate con pedice 'v' (visivo):
- Energia luminosa [T].
- Flusso luminoso [lm]: potenza luminosa percepita.
- Intensità luminosa [cd]: flusso luminoso in una direzione.
- Illuminamento [lux]: flusso luminoso incidente su una superficie.
- Emettanza luminosa o uscita luminosa [lux]: flusso luminoso uscente da una superficie.
- Luminanza [cd/m²]: luminosità percepita.
- Strumenti di misura comuni includono la sfera integratrice per il flusso luminoso, i fotometri per l'intensità luminosa, i luxmetri per l'illuminamento e i luminanzometri per la luminanza.