Fisica tecnica ambientale

Illuminotecnica

Cos'è la luce?

È una particolare forma di radiazione elettromagnetica trasportabile di fotoni.

La luce è quella parte di spettro percepibile dall'occhio.

“È la percezione umana di una parte di radiazione”.

La luce è visibile ad una lunghezza d'onda compresa tra 380 nm e 740 nm.

Le radiazioni elettromagnetiche possono avere qualsiasi lunghezza d'onda.

λ

Il sole possiede tutte le lunghezze d'onda.

Il calore deriva dalle radiazioni visibili e degli infrarossi e abbronzano con gli UV.

UV, raggi e raggi in quantità eccessive sono mortali.

Nel campo visibile, non tutte le radiazioni sono viste allo stesso modo.

Si immagina la luce come un insieme di fotoni con diverse lunghezze d'onda.

Potenza ed energia

La potenza esprime la quantità di energia per unità di tempo.

Legge di Newton.

Lavoro compiuto da una forza.

Accelerazione.

Velocità.

La potenza è la derivata del lavoro rispetto al tempo.

Se la forza è costante, allora.

Se consideriamo un sistema questo possiede un'energia E.

Energia: capacità di compiere un lavoro.

Un sistema, è in grado di ricevere e cedere energia come il calore o un lavoro.

ΔE = Q - L

Illuminotecnica

Cosa è la luce?

È una particolare forma di radiazione elettromagnetica.

Variazioni di equilibrio dello spazio trasportate dai fotoni.

La luce è quella parte di fotoni percepita dall'occhio.

“È la percezione umana di una parte di radiazione.”

La luce è visibile ad una lunghezza d'onda compresa tra:

• 0,38 μm / 0,74 μm
• 380 nm / 740 nm

Le radiazioni elettromagnetiche possono avere qualsiasi lunghezza d'onda.

X → γ → UV → luce → infrarosso → microonde → radio.

λ 0,38 / λ 0,74 μm.

Il sole possiede tutte le lunghezze d’onda.

Il calore deriva dalle radiazioni visibili e degli infrarossi, ci abbronziamo con gli UV.

UV, raggi X e raggi γ in quantità eccessive sono mortali.

Nel campo del visibile non tutte le radiazioni sono visibili allo stesso modo.

Si immagina la luce come un insieme di fotoni con diverse lunghezze d’onda.

Potenza, lavoro ed energia

La potenza esprime la quantità di energia per unità di tempo.

F = m · a

Legge di Newton.

L = F · S

Lavoro compiuto da una forza.

a accelerazione.

v velocità.

p

La potenza è la derivata del lavoro rispetto al tempo.

Se la forza è costante, allora L = F · v L.

Se consideriamo un sistema, questo possiede un'energia E.

Energia = capacità di compiere un lavoro.

Un sistema è in grado di dissipare e ricevere energia come il calore o un lavoro.

ΔE = Q - L

In termini istantanei:

dE/dt = Q - P

Potenza associata alla radiazione

Ad ogni radiazione elettromagnetica, possiamo associare una potenza.

P_λ = potenza associata ad una certa lunghezza d'onda.

P_λ = lim Δλ→0 P(λ, Δλ)/Δλ = dP/dλ.

Spettro della radiazione

Spettro della radiazione.

Ci dice come è distribuita la radiazione.

Cambiando la lunghezza d'onda ottengo colori diversi!

Prendendo due lunghezze d'onda, ad esempio 400 nm e 500 nm, per ottenere la stessa luminosità quella a 400 nm ha bisogno di una potenza circa 10 volte superiore.

555 nm → massimo stimolo luminoso a parità di potenza con le altre lunghezze d'onda.

υ(λ) → fattore di visibilità.

υ(λ) = P(555 nm)/P_λ(λ).

Il fattore di visibilità, non dipende dalla luminosità.

La rappresentiamo come una curva continua, in realtà non lo è, perché è ricavata da moltissimi esperimenti.

Non esiste un'equazione.

Curva di visibilità per un occhio normale

La luce ha proprietà additive.

K_max Σ⁷⁸⁰₃₈₀ Pλ · υ(λ) · Δλ = Φ

Se sommo tutte le radiazioni ottengo una grandezza proporzionale alla quantità di luce che ho.

P = W _(watt)

p_λ = V_λ / λm

Φ = flusso luminoso è la misura della quantità di luce associato ad una certa radiazione.

ΔV = Δl / 1s = ΔN・λm = ΔE_m² / 1s

K_max = 683 _lui / V_λ coefficiente di visibilità massimo.

Lo spettro viene calcolato in _lui (lumen) ossia la luminosità.

K(λ) = coefficient