1. Unidad 5. El mecanismo visual
El ojo se compara con una cámara fotográfica, ya que tiene partes que realizan
funciones similares a la de la cámara.
COMPARACION OJO - CAMARA FOTOGRAFICA.
PARPADO LENTE
OBTURADOR
PELICULA
RETINA
IRIS DIAFRAGMA
CRISTALINO

2. La gran diferencia
La cámara puede trabajar con niveles bajos de luz obteniendo las fotos de calidad de
acuerdo a la iluminación y no se daña
Si el ojo se usa con luz insuficiente o de baja calidad se produce una fatiga innecesaria.
La razón
El ojo es un órgano viviente, que se adapta rápida y fácilmente, operando en un campo
de iluminación variable con limites muy amplios, adaptándose de manera automática,
sin esfuerzo conciente, por lo cual es muy fácil abusar de el.

3. Características visuales del ojo
a) Adaptación. El ojo es capaz de trabajar en un amplio campo de niveles de iluminación,
incluye un cambio en la abertura de la pupila, que obedece a la cantidad de luz recibida,
con luz tenue se dilata y al aumentar la luz se contrae.
b) Acomodación. Cuando el cristalino tiene forma aplanada, aprecia objetos a gran
distancia, y para distancias cortas se aumenta la convexidad, igual sucede con la pupila,
cuando el ojo se enfoca en objetos distantes, la pupila se agranda y con objeto cercano se
contrae
c) Curva sensibilidad. El ojo no es igual de sensible a todas S
R 100
las longitudes de onda o colores, la máxima sensibilidad E
N E
80
L
esta en el amarillo verdoso (5,500 Amstrong) mientras que S
I A 60
B T
en los extremos azul y rojo es muy baja I I 40
L V 20
I A
D 0
4000 5000 6000 7000
AMSTRONGS
d) Campo visual. Este por lo general se extiende aproximadamente 180º
en el plano horizontal y 130º en el vertical y los limites varían con el tipo
de trabajo

4. Factores del proceso visual
a) El Tamaño. Generalmente es el de mas importancia, ya que entre más grande sea el
objeto es mas visible, y la buena iluminación puede considerarse como el amplificador que
hace ver los pequeños detalles.
b) Luminancia (brillo fotométrico). En un objeto la luminancia depende de la intensidad de
luz que incide en el y de la proporción de esta que se refleja en dirección del ojo.

5. c) Contraste (color).- Ayuda cuando los objetos presentan diferentes contrastes y
requieren de mayores niveles de iluminación.
d) El Tiempo. La visión no es instantánea, requiere de tiempo, por lo que el ojo puede ver
detalles en niveles bajos de iluminación si se da el tiempo suficiente de adaptación, pero
para una visión mas rápida se requiere mas luz, y aun mas cuando el objeto esta en
movimiento.
1
0.1
Segundos
0.01
0.001
0.01 0.1 1 10 100
Luminancia en mililamberts

6. El Espectro Electromagnético
Es una enorme gama de energía radiante que se desplaza a través del espacio en forma
de ondas electromagnéticas. Todas las radiaciones son parecidas en su naturaleza y en
la velocidad con que se transmiten (300, 000 Km por seg.).
ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
LONGITUDES DE ONDA EN AMSTRONG
1X10-4 0.01 1 100 10,000 1X10.6 10.8 10.10 10.12 10.14 10.16
RAYOS ULTRA VI ONDAS
ONDAS HERTZIANAS LUZ Y
RAYOS GAMMA VIOLETA SI HERTZIANAS
DE RADIO FUERZA
B
COSMICOS INFRA (RADIO) CALOR POR
RAYOS X ROJO INDUCCION

7. El espectro radiante
La luz es una forma de energía radiante que se evalúa en cuanto a su capacidad para
producir la sensación de visión
La energía visible es una porción sumamente pequeña del espectro electromagnético. Las
radiaciones son parecidas en su naturaleza y velocidad, diferenciándose solo en su
frecuencia, longitud de onda y la forma de manifestarse.
1X10-4 0.01 1 100 10,000 1X10.6 10.8 10.10 10.12 10.14 10.16
RAYOS ULTRAVIOLETA VI ONDAS
ONDAS HERTZIANAS
LUZ Y
GAMMA SI HERTZIANAS FUERZA
RAYOS DE RADIO
B
COSMICOS INFRAROJO (DE RADIO) CALOR POR
RAYOS X L
E INDUCCION
CALOR
BACTERICIDA AMARI
LUZ AZUL VERDE ROJO INFRA ARR. C.
LLO
NEGRA ROJO INCAND RAD.
ERITEMATICA
ESC
2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 6,000 6,500 7,000 7,500 10,000 15,000 20, 30, 40, 50,

8. El color
La distancia entre las crestas de dos ondas sucesivas se llama longitud de onda, y el color
de la luz se determina por su longitud de onda.
la energía del extremo de las ondas cortas del espectro visible produce la sensación
violeta (3,800–4,500 A), y el otro extremo, las ondas largas producen el rojo( 6,300–
7,600 A)
Entre los extremos se encuentran las longitudes de onda que el ojo ve como azules
(4,500 a 4,900 A.), verdes (4,900 a 5,600), amarillas (5,600 a 5,900 A.)Y naranjas (5,900
a 6,300 a.), en suma, los colores del arco iris.
Los rayos infrarrojos y ultravioleta no son visibles, pero tienen aplicaciones en algunas
instalaciones industriales y en medicina.

9. Energía relativa de los diferentes tipos de
fuentes de iluminación
ENERGIA RELATIVA
LAMP FOSFOR
360 BCO. FOSFORO
GERMIC LUZ SOLAR
FLUORESCENTE CALOR RADIANTE
BLANCO 4500
MERCURIO SODIO
2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 6,000 6,500 7,000 7,500 10,000 15,000 20, 30, 40, 50,
SENSIBILIDAD RELATIVA
CURVA DE
SENSIBILIDAD
DEL OJO
2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 6,000 6,500 7,000 7,500 10,000 15,000 20, 30, 40, 50,

10. Comportamiento de los rayos de Luz
1. La luz se desplaza siempre en línea recta, a menos que su trayectoria sea
modificada o redirigida por un medio reflejante, refractante o difusor
2. Las ondas luminosas pasan una a través de otras sin sufrir alteración. Por
ejemplo, un rayo de luz roja pasa directamente a través de otro de luz azul sin cambiar
de dirección ni de color
3. La luz es invisible a su paso por el espacio, a menos que algún medio (como
el polvo) la disperse en dirección del ojo.

11. Fenómenos físicos de la Luz
a) Reflexión. El fenómeno de reflexión se da cuando una superficie devuelve el rayo de
luz que incide sobre ella, y esta reflexión a su vez puede ser de varios tipos, dependiendo
de la forma en que el rayo de luz sea desviado
Existe varios tipos de reflexión:

12. Tipos de Reflexión
 Reflexión especular. El rayo de luz se desvía en una dirección especifica, y entre
mas grande sea el ángulo de desviación, mayor será la reflexión
X Y
REFLEXION ESPECULAR
 Reflexión difusa. El rayo de luz se desvía en diferentes direcciones sin un control en
particular al chocar con superficies rugosas.
REFLEXION DIFUSA

13. Tipos de Reflexión
 Reflexión difusa dirigida. Similar a la anterior, solo que el ángulo se desvía a criterio
REFLEXION DIFUSA DIRIGIDA
 Reflexión mixta. Hace una combinación de las dos anteriores
REFLEXION MIXTA

14. b) Transmisión. La transmisión se da cuando los rayos del sol pasan a través de materiales
transparentes o translucidos, y el grado de difusión dependerá del tipo y densidad del
material
VIDRIO
TRANSPARENTE
c) Refracción. La refracción se presenta cuando los rayos de luz pasan a través de un
material transparente pero cambiando su ángulo y su velocidad
VIDRIO DIFUSOR

15. d) Polarización. El efecto de polarización se presenta cuando las ondas de luz son
transmitidas solamente en un plano, y se da en estructuras cristalinas que solo
transmiten ondas en una sola dirección.
CANCELA PERMITE
POLARIZACION

16. Unidades y magnitudes relacionados con la luz
Intensidad luminosa (I).
Es la densidad de luz dentro de un ángulo sólido, extremadamente pequeño en una
dirección determinada.
Su unidad es la candela y es cantidad física básica internacional de todas las medidas de
luz, todas las demás unidades se derivan de ella. La luz de una vela tiene en dirección
horizontal una intensidad luminosa de aproximadamente una candela
La ecuación fundamental es: I = E x d2
I es la intensidad luminosa, E el nivel de iluminación en lux, y d la distancia en metros
desde la fuente de luz a la superficie iluminada.

17. Flujo luminoso (F ò φ ).
Es la cantidad luz emitida por unidad de tiempo. La luz es una forma de energía radiante
en movimiento
Su unidad es el lumen y un lumen es el flujo de luz que incide sobre una superficie de un
metro cuadrado, a un metro de distancia de una fuente que tenga una intensidad
luminosa de una candela en todas direcciones (una vela)
Lumen.- Flujo de luz sobre sup. 1m2 a 1mt
Fuente
La diferencia entre el lumen y la candela es que el lumen es una medida del flujo
luminoso independientemente de la dirección.
Ecuación F (φ) = E * Área = wt Donde ; F = flujo en lúmenes (watts * eficiencia de la
lámpara), E = Nivel de iluminación, A = Área o superficie en m2

18. Iluminación (E)
Densidad de flujo luminoso sobre una superficie.
Su unidad es el lux, que es la iluminación en un punto dado sobre una superficie que
esta a un metro de una candela en dirección perpendicular.
Se dice que un lumen uniformemente distribuido en un metro cuadrado de superficie,
produce una iluminación de 1 lux.
Ecuación fundamental: E = (φ t) / Área = lux
Iluminacion
Fuente puntual A
1 Candela
1 mt

19. Métodos de Iluminación
a) Ley de la inversa de los cuadrados
La iluminación es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre la
fuente de luz y la superficie iluminada.
De acuerdo a la distancia a que se tenga la fuente de iluminación, se aplica esta ley y el
nivel de iluminación va reduciendo de acuerdo a la ley mencionada
Ley de la inversa de los cuadrados
1/8 Lux
1/4 Lux
1 Lux
Fuente puntual
1 Candela
1 mt
2 mt
3 mt

20. b) Ley del coseno:
La iluminación es proporcional al coseno del ángulo de incidencia (ángulo formado por la
dirección del rayo incidente y la perpendicular a la superficie).
Ejemplo: con ángulo de 0° , el coseno de 0 es igual 1 y es donde se tiene la mayor
incidencia de iluminación, con ángulo de 30°, 60° se va haciendo menor el valor de
iluminación y con ángulo de 90° la iluminación es cero ya que el coseno de 90° es cero y
de acuerdo a la ecuación da ese valor de o iluminación.
Ley del Coseno
Fuente Fuente
Cos de 0° =1,
Cos de 30° = 0.866, Cos 45° X
D
= 0.7071, Cos de 60° = 0.5, D
Cos 90° = 0
Superficie Superficie
I (Para un angulo de
E = I cos X E= incidencia 0, cos 0 = 1)
D2 D2

21. Instrumentos medidores de luz
Las medidas de la cantidad de luz son realizadas con el luxómetro, el cual lleva
incorporadas células fotosensibles, la cual consiste de una película de material sensible a la
luz, dispuesta sobre una placa metálica de base y cubierta con una capa translucida muy
fina de metal pulverizado sobre su superficie exterior.
Electrodo
Rayos de Luz Cuando incide la luz contra la célula, se origina la
Translucido
- emisión de electrones del material semiconductor
Colector
sensible a la luz, que son recogidos por un colector de
Material
fotosensible metal que esta en contacto con el electrodo frontal
Placa de base + translucido,
Luxómetro
Galvanómetro
estableciéndose así una diferencia de potencial entre el colector y la placa de base, y si se
conecta un micro amperímetro entre ellos que mida la corriente generada por la célula,
se obtiene un movimiento del indicador de galvanómetro. La corriente que se genera es
proporcional a la luz incidente por lo que se lee directamente en lux.

22. Características que afectan la medición del luxómetro:
1. Respuesta al color. Debido a que la célula fotosensible solo lee con precisión los tipos
de iluminación con el que fue calibrado (lámpara de Filamento), la mayoría de los
luxómetros llevan un filtro corrector de color el cual cambia la respuesta de la célula hasta
obtener una aproximación razonable de la curva espectral del ojo
2. Efecto del ángulo de incidencia (efecto coseno). La luz que incide oblicuamente contra
la cara de la célula produce una iluminación proporcional al coseno del ángulo de
incidencia
3. Fatiga. Las células muestran un grado de fatiga después de unos minutos de uso, lo
cual hará que el indicador se mueva con lentitud, hasta alcanzar una lectura constante,
esto es mas notorio para niveles altos de iluminación y que la célula ha estado
previamente en la oscuridad o expuesta a niveles muy bajos de iluminación, por lo es
conveniente dejar el luxómetro un tiempo de adaptación en el mismo nivel a medir

23. Tipos de fuente de luz
1. Naturales. La fuente natural de luz es le sol
2. Artificiales. Son creadas para este fin por medios del alcance del hombre y se clasifican en:
a) De radiación por efectos térmicos
• Lámparas incandescentes
• Lámparas de cuarzo.
b) De descarga en gas:
• Fluorescentes
• Vapor de mercurio
• Vapor de sodio.
LAMPARAS INCANDESCENTES:
Funcionamiento se basa en un filamento de tungsteno de espiral simple o doble que se lleva a la incandescencia con el paso de
una corriente a través de el.

24. Tipos de fuente de luz
Lámparas fluorescentes: producen la luz debido a que existe una descarga eléctrica que excita el gas (vapor de
mercurio y un poco de argón) contenido en el tubo, generando una radiación sobre todo en el campo de luz
ultravioleta.
Lámpara de vapor de mercurio: estas lámparas están constituidas por un pequeño tubo de cuarzo que con tiene
vapor de mercurio a una presión elevada y un gas inerte (argón) para facilitar la descarga.
•Lámparas de vapor de mercurio con bulbo fluorescente.
*Lámparas de vapor de mercurio con luz mixta.
*Lámparas de vapor de mercurio de alta eficiencia luminosa.
Lamparas de vapor de sodio:

25. Curvas de distribución luminosa
Trabajo de alumnos:
* Características de las curvas de iluminación
(que son y para que sirven)
* Tipos de curvas de iluminación
* Como se elaboran las curvas de iluminación
* Diagramas Isolux
* Diagramas Isocandelas
DESPLAYENSE….