Fisica tecnica - Illuminotecnica e Acustica - 17 pagg.

Illuminotecnica

È lo studio della luce finalizzato alla progettazione degli impianti di luce artificiale per realizzare negli ambienti interni ed esterni un benessere visivo.

Luce = porzione dello spettro che i nostri occhi possono percepire ⇒ 380 nm < λ < 780 nm

Il nostro occhio non è ugualmente sensibile a queste lunghezze d'onda del visibile. Questa cosa è stata individuata con un esperimento.

Al soggetto viene chiesto se, prendendo due fasci di luce monocromatica a due diverse lunghezze d'onda, se percepisce la stessa intensità luminosa o meno. Se sì, nessun problema, altrimenti dovrò aggiustare la potenza raggiante.

Stessa sensazione d’intensità: P(λ₁) = P(λ₂)

V(λ) = fattore di visibilità

Le due P (potenze raggianti) sono scelte per avere questo risultato.

^V(λ)/_Vmax → visibilità normalizzata. (0 ≤ V(λ) ≤ 1)

Fattori di visibilità ci servono per passare dalle grandezze energetiche a quelle fotometriche.

Grandezze energetiche → Grandezze fotometriche

P(λ) → P(λ)K(λ)

∫₃₈₀⁷⁸⁰P(λ)dλ → ∅_vl = ∫₃₈₀⁷⁸⁰P(λ)K(λ)dλ

Unità di misura di K(λ)?

∅_v = ∫₃₈₀⁷⁸⁰P(λ)K(λ)dλ = ∅_vl/_lm/W

Lm/W

Grandezze Energetiche

• W = Intensità Energetica
• W/sr = Steradiante

Grandezze Fotometriche

• I_ν = Intensità Luminosa
• dΦ_ν/dm = cd (Candela)

Definizione di una candela (cd) nel SI

Data una sorgente monocromatica a λ=555 nm con una potenza radiante per unità di angolo solido (intensità luminosa) in una certa direzione pari a 1/683 W, allora l'intensità luminosa corrispondente è pari ad una candela.

• I_ν(λ=555 nm) = K_max = W/683 W/sr = lm/sr
• I_α(λ=555 nm) = I_c(λ=555 nm) * K(λ=555 nm)

N.B.: Al di là dell'ordine con cui abbiamo descritto le grandezze, essendo la candela (cd) la grandezza fondamentale ⇒ Il lumen sarà una grandezza derivata.

Sorgente Luminosa Puntiforme

Il solido fotometrico distribuzione nello spazio della sorgente dell'intensità luminosa.

La sorgente può essere inserita in un apparecchio (come una lampadina nella lampada).

Illuminamento

È una grandezza fondamentale dell'illuminotecnica.

• Quantità di lux deve avere una superficie in funzione del "compito visivo".

E_P = dΦ_ν/dA = lm/m² = lux

Legge del Coseno

S: Sorgente puntiforme e vogliamo valutare l'illuminamento su P

ESEMPIO:

s₀ = 2 m   I_d = 2500 cd   l:E_p

E_p = I_d ^cosα_l²   I_d cosα₂   I_d cosα₃

l l²cosα l²cosα

α = arctg(1) = 45°

tgα = ^P0_0S = 1

==> E_p = ^{2500 1}(cos²(45°)) = 221 lux

l² t lux = 221 lux

SUPERFICIE ESTESA LAMBERTIANA

Hp: L NON DIPENDE DAL PUNTO (LUMINANZA UNIFORME) - L NON DIPENDE DALL'ANGOLO

(SUPERFICIE LAMBERTIANA)

E_P = ∫_A1

δ! = ^{cosα₁ cosα₂}/_r² ∫ dA₁ = ∫_A1

^{cosα₁ cosα₂}/_r²

^{cosα₁ cosα₂}/_r²

QUESTO INTEGRALE E' SIMILE AL FATTORE

E_P =^{cosα₁ cosα₂}/_r² SA

SAR _A1= L

δ_A1= L cosα₁ dA₁

DI VISTA, È PURAMENTE GEOMETRICO

N.B.: L'ILLUMINAMENTO DI DUE SUPERFICI LAMBERTIANE CON PARI LUMINANZA È EQUIVALENTE PURCHE' ESSE SIANO VISTE SOTTO LO STESSO ANGOLO SOLIDO.

- PRINCIPIO DI EQUIVALENZA DELLE LUMINANZE_(x)

^{cosα₁ cosα₁}/_r²

^{cosα₁ cosα₂}/_r² δ = ⊃δ₂ cos^²α₂

^{cosα₁ cosα₂}/_r² = SAL A

^dA₁/_r²

^{δ! A}/_l²

dΩ_{1 l} (1) →

PER CAPIRE QUESTA COSA, DISEGNO UNA SEMISFERA DI RAGGIO R=1 IN P E' UNO STRATAGEMMA PER FARE SÌ CHE L'ANGOLO SOLIDO SI POSSA VEDERE COME UN'AREA MAI RAGGIO C'E'! (ANCHE SE VALE 1 PER MIA SCELTA)

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Intensità Acustica

J = P/S

W/m² Potenza

Superficie

Valgono entrambe le espressioni di D

Potenza Acustica (di una sorgente)

Potenza trasferita da una sorgente in termini di onde

Gli intervalli di variazione delle grandezze acustiche sono molto grandi

E' ragionevole usare una scala logaritmica in base 10

ρ = p_L = 10 log₁₀ p_rif = 20 log₁₀ p_reff

L_p =

Livelli di pressione

Sono adimensionali, ma per comodità si dà un'unità o misura fittizia che è il decibel dB

J = S/S_rif = 10^-12 W/m²

Livelli intensità anche qui si usano dB

W = L_p = 10 log₁₀ W_rif = 10^-12 W

Livelli di potenza = dB

Formule

L_S = 10 log₁₀ S/S_rif

L = 0dB = 140 dB

Grazie alla scala logaritmica

p = 10 Pa

p = 60 Pa

(sensazione di panico) → L_p = 123.5 dB

p = 100 Pa

(sensazione di dolore) → L_p = 134 dB

• POSTULATO

• ESEMPIO:

L₁ = L₂ = L_S - L_S2 = 10 log₁₀ (S₁/S₂) = 10 log₁₀ D₁/D₂

L₂ = L_p + 10 log₁₀ t

L_D = POTERE FONOISOLANTE DEL DIVISORIO (dB)

• LEGGE DELLA MASSA:

R_m = 10 log₁₀ {1 + mw/poco}

= > R_m = 42.7–5 dB

• N.B. LA LEGGE DELLA MASSA É UNA LEGGE TEORICA

PER INCIDENZA MEDIAMENTE DIFFUSA R - R_m 5 dB

• PERDITA DI POTERE FONOISOLANTE:

• 1) RISONANZA

• FENOMENO DI AMPLIFICAZIONE DELLE ONDE SOMBRE

• 2) COINCIDENZA

• ONDE FLESSIONALI CHE SI PRODUCONO SEMPRE A DETERMINATE V IN W DIVISORIO

• ESEMPIO

• V = 1000 Hz

• R_1n = 22 dB

• A_i = 24,4 m²

• R = 10 log₁₀