Fotometro de Bunsen

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Fotometro de Bunsen

  1. 1. Física II Tema: El Fotómetro Integrantes: Daher Maria Antonieta, Tolaba Emmanuel, Gilardi Carla, Pastrana Agustina, Wayar Mariana.
  2. 2. Óptica <ul><li>Rama de la física que se ocupa de la propagación y el comportamiento de la luz. En un sentido amplio, la luz es la zona del espectro de radiación electromagnética que se extiende desde los rayos X hasta las microondas, e incluye la energía radiante que produce la sensación de visión. El estudio de la óptica se divide en dos ramas, la óptica geométrica y la óptica física . </li></ul>
  3. 3. Iluminación <ul><li>Cuerpos iluminados </li></ul><ul><li>Son todos aquellos que reciben luz y la reflejan. </li></ul><ul><li>Se clasifican en: Transparentes, semitransparentes o traslúcidos y en opacos. </li></ul><ul><li>Por ejemplo: La Luna, el Agua. </li></ul><ul><li>Cuerpos luminosos </li></ul><ul><li>Son todos aquellos que poseen la capacidad para emitir su propia luz. </li></ul><ul><li>Por ejemplo: Sol, las estrellas. </li></ul><ul><li>Pueden ser naturales o creados por el hombre, es decir, artificiales. </li></ul>
  4. 4. Luz <ul><li>Es una radiación electromagnética que hace posible la visión de los objetos. </li></ul><ul><li>Mas rápida que el sonido. </li></ul><ul><li>Su fuente puede ser natural o artificial. </li></ul><ul><li>Estudiada por la óptica. </li></ul><ul><li>Fenómeno físico que ocurre fuera de los seres humanos mientras que la sensación luminosa es un hecho subjetivo que sucede en las personas originando la percepción visual. </li></ul>
  5. 5. Características de la luz <ul><li>Forma de radiación electromagnética similar al calor radiante, las ondas de radio o los rayos X. La luz corresponde a oscilaciones extremadamente rápidas de un campo electromagnético, en un rango determinado de frecuencias que pueden ser detectadas por el ojo humano. </li></ul><ul><li>Las diferentes sensaciones de color corresponden a luz que vibra con distintas frecuencias, que van desde aproximadamente 4 × 1014 vibraciones por segundo en la luz roja hasta aproximadamente 7,5 × 1014 vibraciones por segundo en la luz violeta. </li></ul><ul><li>El espectro de la luz visible suele definirse por su longitud de onda, que es más pequeña en el violeta (unas 40 millonésimas de centímetro) y máxima en el rojo (75 millonésimas de centímetro). </li></ul><ul><li>Las frecuencias mayores, que corresponden a longitudes de onda más cortas, incluyen la radiación ultravioleta, y las frecuencias aún más elevadas están asociadas con los rayos X. </li></ul><ul><li>Las frecuencias menores, con longitudes de onda más altas, se denominan rayos infrarrojos, y las frecuencias todavía más bajas son características de las ondas de radio. </li></ul><ul><li>La mayoría de la luz procede de electrones que vibran a esas frecuencias al ser calentados a una temperatura elevada. </li></ul>
  6. 6. Propiedades de la luz Dirección de propagación Trayectoria de la Luz. Si entramos a una habitación a oscuras y encedemos una lámpara vemos que todo el espacio se ilumina, es decir, que la luz se propaga en todas las direcciones. Cuando por una pequeña abertura de una ventana penetra un rayo de Sol es posible seguir la propagación de la luz por las partículas de polvo sus pendidas en el aire. Por lo general la luz se mueve en forma recta.
  7. 7. <ul><li>La línea que sigue la propagación de la luz, es decir, su dirección, se denomina “ rayo luminoso”. </li></ul><ul><li>Se presenta con un segmento de recta cuya flecha indica el “ sentido de desplazamiento ”. </li></ul><ul><li>El conjunto de rayos luminosos, que provienen de la misma fuente, forman un haz luminoso . Y cuando estos se separan forman un haz luminoso divergente , en cambio cuando se centran en un punto, forman un haz convergente . Y cuando los rayos se propagan paralelamente entre sí, integran un “haz paralelo ”. </li></ul>
  8. 8. Velocidad de propagación de la luz <ul><li>En la antigüedad se creía que la luz se propagaba en forma instantánea. Sin embargo, aunque se desplazaba con extraordinaria rapidez tarda un tiempo en recorrer las distancias. Por ejemplo: la luz del Sol hacia la Tierra. El nombre del pionero alemán de la radio Heinrich Hertz ha servido para bautizar la unidad de medida de la frecuencia, el ciclo por segundo (hercio, Hz). Un kilohercio (kHz) es 1.000 ciclos por segundo, 1 megahercio (MHz) es 1 millón de ciclos por segundo y 1 gigahercio (GHz), 1.000 millones de ciclos por segundo. Las ondas de radio van desde algunos kilohercios a varios gigahercios. Las ondas de luz visible son mucho más cortas. En el vacío, toda radiación electromagnética se desplaza en forma de ondas a una velocidad uniforme de casi 300.000 kilómetros por segundo. La luz es emitida por sus fuentes en línea recta, y se difunde en una superficie cada vez mayor a medida que avanza; la luz por unidad de área disminuye según el cuadrado de la distancia. Cuando la luz incide sobre un objeto es absorbida o reflejada; la luz reflejada por una superficie rugosa se difunde en todas direcciones. Algunas frecuencias se reflejan más que otras, y esto da a los objetos su color característico. Las superficies blancas difunden por igual todas las longitudes de onda, y las superficies negras absorben casi toda la luz. Por otra parte, para que la reflexión forme imágenes es necesaria una superficie muy pulida, como la de un espejo. Durante mucho tiempo se pensó que la velocidad de la luz era infinita. Galileo supuso que la velocidad de la luz era finita pero muy elevada e intentó medirla con observadores con focos luminosos pero fracaso porque la velocidad de reacción de estos era muy inferior a la de la luz. La velocidad de la luz fue calculada por primera vez por Olaf Rõmer (1675) y posteriormente por Fizeau (1849). En la actualidad, se ha determinado que el valor para c = 2, 9979•108 m/s, en el aire o vacio. A efectos prácticos c = 3•108 m/s </li></ul>
  9. 9. Medio de transporte de la luz <ul><li>Radiación electromagnética , ondas producidas por la aceleración de una carga eléctrica. Las ondas electromagnéticas tienen componentes eléctricos y magnéticos. La radiación electromagnética se puede ordenar en un espectro que se extiende desde ondas de frecuencias muy elevadas (longitudes de onda pequeñas) hasta frecuencias muy bajas (longitudes de onda altas). La luz visible es sólo una pequeña parte del espectro electromagnético. Por orden decreciente de frecuencias (o creciente de longitudes de onda), el espectro electromagnético está compuesto por rayos gamma, rayos X duros y blandos, radiación ultravioleta, luz visible, rayos infrarrojos, microondas y ondas de radio. Los rayos gamma y los rayos X duros tienen una longitud de onda de entre 0,005 y 0,5 nanómetros (un nanómetro, o nm, es una millonésima de milímetro). Los rayos X blandos se solapan con la radiación ultravioleta en longitudes de onda próximas a los 50 nm. La región ultravioleta, a su vez, da paso a la luz visible, que va aproximadamente desde 400 hasta 800 nm. Los rayos infrarrojos o ‘radiación de calor’ ( véase Transferencia de calor) se solapan con las frecuencias de radio de microondas, entre los 100.000 y 400.000 nm. Desde esta longitud de onda hasta unos 15.000 m, el espectro está ocupado por las diferentes ondas de radio; más allá de la zona de radio, el espectro entra en las bajas frecuencias, cuyas longitudes de onda llegan a medirse en decenas de miles de kilómetros. </li></ul>
  10. 10. <ul><li>Las ondas electromagnéticas dentro de una atmósfera uniforme se desplazan en línea recta, y como la superficie terrestre es prácticamente esférica, la comunicación radiofónica a larga distancia es posible gracias a la reflexión de las ondas de radio en la ionosfera. Las ondas radiofónicas de longitud de onda inferior a unos 10 m, que reciben los nombres de frecuencias muy alta, ultraalta y superalta (VHF, UHF y SHF), no se reflejan en la ionosfera; así, en la práctica, estas ondas muy cortas sólo se captan a distancia visual. Las longitudes de onda inferiores a unos pocos centímetros son absorbidas por las gotas de agua o por las nubes; las inferiores a 1,5 cm pueden quedar absorbidas por el vapor de agua existente en la atmósfera limpia. Los sistemas normales de radiocomunicación constan de dos componentes básicos, el transmisor y el receptor. El primero genera oscilaciones eléctricas con una frecuencia de radio denominada frecuencia portadora. Se puede amplificar la amplitud o la propia frecuencia para variar la onda portadora. Una señal modulada en amplitud se compone de la frecuencia portadora y dos bandas laterales producto de la modulación. La frecuencia modulada (FM) produce más de un par de bandas laterales para cada frecuencia de modulación, gracias a lo cual son posibles las complejas variaciones que se emiten en forma de voz o cualquier otro sonido en la radiodifusión, y en las alteraciones de luz y oscuridad en las emisiones televisivas </li></ul>
  11. 11. Experiencias <ul><li>Galileo Galilei : quiso medir la velocidad de la luz. Así fue a una loma y su ayudante a otra no muy lejana. Galileo iba a estar con una lámpara y con una rejilla, así cuando habrá la rejilla su ayudante así cuando vea la luz abriría su rejilla y el contaría con el reloj el tiempo que tardaría la luz en llegar. </li></ul><ul><li>Olaf Romer : Quería estudiar el tiempo que tardaría uno de los </li></ul><ul><li>satélites de Júpiter (Io) en dar una vuelta completa alrededor de ese planeta. Aunque queriendo predecir un eclipse, se dio cuenta de que este tardo 1080segundos en realizarse. Luego de rever sus cuentas se dio cuenta de que era el momento en que la Tierra estaba mas cerca de Júpiter, asi se dio cuenta de que había descubierto la velocidad de la luz. </li></ul><ul><li>Fizeau : consistía en enviar un rayo de luz sobre un espejo rotante que desviaba el haz hasta un espejo fijo secundario a una distancia de unos 35 km. Dado que el espejo rotante se mueve ligeramente en el tiempo que tarda la luz en llegar hasta el espejo secundario y retornar, la luz, al regresar, se refleja en el espejo rotante con un ángulo ligeramente diferente. Foucault adapto el método mejorando las medidas anteriores conseguidas por Fizeau. </li></ul>
  12. 12. <ul><li>Galileo Galilei: </li></ul><ul><li>Olaf Romer: </li></ul><ul><li>Fizeau: </li></ul>
  13. 13. TEORIAS <ul><li>Teoría de Newton: Supone que la luz está formada por partículas materiales, que llamó corpúsculos que son lanzados gran velocidad por los cuerpos emisores de luz. Permite explicar fenómenos como: La propagación rectilínea de la luz en el medio, ya que los focos luminosos emitirían minúsculas partículas que se propagan en todas direcciones y que al chocar con nuestros ojos, producen la sensación luminosa. La reflexión. La refracción. </li></ul><ul><li>Teoría ondulatoria de Huygens: Huygens propuso que la luz consiste en la propagación de una perturbación ondulatoria del medio. Creía que eran ondas longitudinales similares a las sonoras. Se sabía que la luz puede propagarse en el vacío. Se inventa un medio muy sutil y de perfecta elasticidad que permita dicha propagación. Se le llama éter. Explicaba fácilmente fenómenos como reflexión y la refracción. </li></ul><ul><li>Teoría ondulatoria de Fresnel : En el siglo XVIII, Thomas Young descubre experimentalmente, como veremos más tarde, la existencia de interferencias en la luz y Fresnel consigue explicar apoyándose en la teoría ondulatoria la difracción de la luz y su propagación rectilínea: Fresnel propone a la vista de estos descubrimientos que la luz está constituida por ondas transversales. </li></ul><ul><li>Teoría electromagnética de Maxwell: En 1864 Maxwell establece la teoría electromagnética de la luz. Propone que la luz no es una onda mecánica sino una onda electromagnética de alta frecuencia. Las ondas electromagnéticas consisten en la propagación de un campo eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación. Años después Hertz, realiza una serie de experimentos en los que verifica la existencia de ondas electromagnéticas y establece como detectarlas. Las ondas luminosas solo se diferencian de las de radio en que su frecuencia, mucho mayor impresiona la retina del ojo. Parecía que se había aclarado la naturaleza de la luz. </li></ul>
  14. 14. <ul><li>Teoría de Newton. </li></ul><ul><li>Teoría de Huygens. </li></ul><ul><li>Teoría de Fresnell. </li></ul><ul><li>Teoría de Maxwell. </li></ul>
  15. 15. Naturaleza dual de la luz <ul><li>Los experimentos de Hertz también pusieron de manifiesto un curioso fenómeno: el efecto fotoeléctrico, que consiste en la emisión de electrones con cierta energía cinética al incidir la luz de una determinada frecuencia sobre una superficie metálica. Se comprobó que un aumento de la intensidad luminosa incidente no suponía un aumento en la energía cinética de los electrones emitidos. La teoría ondulatoria no podía explicar esto. </li></ul><ul><li>Einstein explica esto basándose en la hipótesis cuántica de Planck ( en resumen venia a decir que la energía de un oscilador atómico no puede ser cualquiera sino solo unos valores determinados). Einstein propone en 1905 que la luz esta formada por un haz de pequeños corpúsculos que llamó cuantos de energía o fotones. La energía de la onda está concentrada en los fotones, no está distribuida por toda ella). Resucita así una especial teoría corpuscular. Rechaza la existencia del éter. La luz puede propagarse en el vacío. </li></ul><ul><li>E = h•f ( h cte de Planck = 6,626•10-34 J•s; f = frecuencia de la luz; E = Energía de los cuantos. </li></ul><ul><li>En la actualidad se sostiene que la luz tiene una doble naturaleza , corpuscular y ondulatoria . Se propaga mediante ondas electromagnéticas y presenta fenómenos típicamente ondulatorios, pero en su interacción con la materia en ciertos fenómenos de intercambio de energía tiene carácter corpuscular. Nunca manifiesta las dos condiciones simultáneamente, en un fenómeno concreto o es onda o es corpúsculo. </li></ul>
  16. 16. Naturaleza de la luz
  17. 17. Ondular Corpuscular <ul><li>Proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación se produce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de equilibrio. </li></ul><ul><li>Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la superficie del mar) o de porciones de una cuerda o un resorte. En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y sólo la energía avanza de forma continua. </li></ul><ul><li>Estas ondas se denominan mecánicas porque la energía se transmite a través de un medio material, sin ningún movimiento global del propio medio. Las únicas ondas que no requieren un medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas; en ese caso las oscilaciones corresponden a variaciones en la intensidad de campos magnéticos y eléctricos. </li></ul><ul><ul><li>Isaac Newton propuso una teoría corpuscular para la luz en contraposición a un modelo ondulatorio propuesto por Huygens. Supone que la luz está compuesta por una granizada de corpusculos o partículas luminosos, los cuales se propagan en línea recta , pueden atravesar medios transparentes y ser reflejados por materias opacas. Esta teoría explica la propagación rectilínea de la luz, la refracción y reflexión; pero no explica los anillos de Newton (irisaciones en las láminas delgadas de los vidrios), que sí lo hace la teoría de Huygens como veremos más adelante, ni tampoco los fenómenos de interferencia y difracción. Newton, experimentalmente demostró que la luz blanca, al traspasar un prisma, se dispersa en rayos de colores y que éstos, a su vez, al pasar por un segundo prisma no se descomponen, sino que son homogéneos. </li></ul></ul>
  18. 18. Fotometría
  19. 19. Fotometría <ul><li>Cuando entramos a una habitación podemos diferenciar si su luz es suave o no, o si la iluminación es uniforme. Así podemos considerar la intensidad de un foco luminoso, el flujo de luz y la iluminación que presentan las superficies expuestas a ella. El estudio de la intensidad, cantidad y efectos de la luz se denomina FOTOMETRIA. </li></ul>
  20. 20. <ul><li>La luz, al igual que las ondas de radio, los rayos X o los gamma es una forma de energía. Si la energía se mide en joules (J) en el Sistema Internacional, para qué necesitamos nuevas unidades. La razón es más simple de lo que parece. No toda la luz emitida por una fuente llega al ojo y produce sensación luminosa, ni toda la energía que consume, por ejemplo, una bombilla se convierte en luz. Todo esto se ha de evaluar de alguna manera y para ello definiremos nuevas magnitudes: el flujo luminoso, la intensidad luminosa, la iluminancia, la luminancia, el rendimiento o eficiencia luminosa y la cantidad de luz. </li></ul>
  21. 21. Intensidad <ul><li>Se conoce como intensidad luminosa al flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela (cd). </li></ul><ul><li>Intensidad luminosa </li></ul>
  22. 22. <ul><li>Como el ojo humano es sensible a los contrastes de la luz, la observación visual nos permite distinguir las intensidades luminosas. </li></ul><ul><li>Así podemos decir que una lámpara posee menos intensidad que el Sol pero posee mas intensidad que una vela. Pero estas comparaciones que se hacen solo son aproximadas. </li></ul><ul><li>Para medir la luz emitida por una fuente con exactitud necesitamos una medida, un instrumento, y un observador. </li></ul>Intesidad de un foco luminoso
  23. 23. Para entender <ul><li>Cuando hablamos de 25 W o 60 W nos referimos sólo a la potencia consumida por la bombilla de la cual solo una parte se convierte en luz visible, el llamado flujo luminoso. Podríamos medirlo en watts (W), pero parece más sencillo definir una nueva unidad, el lumen , que tome como referencia la radiación visible. Empíricamente se demuestra que a una radiación de 555 nm de 1 W de potencia emitida por un cuerpo negro le corresponden 683 lumen. </li></ul><ul><li>Se define el flujo luminoso como la potencia (W) emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible. Su símbolo es  y su unidad es el lumen (lm). A la relación entre watts y lúmenes se le llama equivalente luminoso de la energía y equivale a: </li></ul><ul><li>1 watt-luz a 555 nm = 683 lm </li></ul>
  24. 24. Iluminancia <ul><li>Quizás haya jugado alguna vez a iluminar con una linterna objetos situados a diferentes distancias. Si  se pone la mano delante de la linterna podemos ver esta fuertemente iluminada por un círculo pequeño y si se ilumina una pared lejana el circulo es grande y la luz débil. Esta sencilla experiencia recoge muy bien el concepto de iluminancia. </li></ul><ul><li>Se define iluminancia como el flujo luminoso recibido por una superficie. Su símbolo es E y su unidad el lux (lx) que es un  lm/m2 . </li></ul>
  25. 25. Iluminación de una superficie <ul><li>Los rayos luminosos al incidir sobre una superficie producen su iluminación y nuestro sentido de la vista tiene la capacidad de establecer si una superficie está más iluminada que otras o no. Así observamos que: </li></ul><ul><li>Una pared está más iluminada por un tubo fluorescente que por una vela, lo que significa que depende de la intensidad del foco luminoso. </li></ul>
  26. 26. <ul><li>Un libro se halla más iluminado cuanto más cerca se encuentra de una lámpara, es decir, que la iluminación de una superficie depende de la distancia del foco luminoso. </li></ul><ul><li>Un cuadro se ve más iluminado cuando los rayos luminosos que emiten una linterna llegan a él en dirección perpendicular, a que si lo hacen en forma oblicua. Esto demuestra que la iluminación de una superficie depende de la dirección de los rayos. </li></ul>
  27. 27. Relación entre la iluminación y la intensidad de un foco luminoso <ul><li>Cuando una vela encendida se encuentra delante de una pantalla, produce en esta cierta iluminación. Si agregamos otra vela de igual intensidad y a la misma distancia de la pantalla, midiendo con un instrumento adecuado se aprecia que la iluminación se incrementa el doble. Si a igual distancia de al pantalla se ubica una 3° vela con la misma intensidad esta iluminación se triplica. En estos casos, siempre se ilumina la misma superficie y se mantiene constante la distancia entre la fuente luminosa y la pantalla, por lo que se comprueba que a medida que la intensidad luminosa aumenta la iluminación incrementa proporcionalmente. </li></ul><ul><li>E: iluminación de la sup. </li></ul><ul><li>E (alfa) I I: Intensidad del foco. </li></ul><ul><li>alfa: proporcional. </li></ul>
  28. 28. Relación entre la iluminación de una superficie y su distancia al foco. <ul><li>Cuando se ilumina con una fuente puntual, ubicada en forma perpendicular a la pantalla, en esta última se observa un círculo luminoso de una determinada superficie y con una particular iluminación: </li></ul>
  29. 29. <ul><li>Al alejar la fuente al doble de la distancia de la pantalla, la iluminación disminuye 4 veces, mientras que aumenta 4 veces la superficie iluminada. </li></ul><ul><li>En el caso de triplicarse la distancia inicial, la iluminación se reduce 9 veces, mientras la superficie se aumenta 9 veces también. </li></ul><ul><li>Como en los 3 casos mencionados la fuente luminosa tiene la misma intensidad, a medida que dicha fuente se aleja de la pantalla la luz se distribuye mayor y por lo tanto esta resulta iluminada con menor intensidad. Se puede decir que: </li></ul><ul><li>“ La iluminación de una superficie es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre el foco y la superficie iluminada”. </li></ul>
  30. 30. Ley fundamental de la iluminación <ul><li>Las conclusiones obtenidas en los 2 ítems anteriores pueden resumirse en: </li></ul><ul><li>“ La iluminación (E) de una superficie es directamente proporcional a la intensidad (I) del foco luminoso e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (d) entre el foco y la superficie iluminada”. </li></ul>
  31. 31. ¿Cómo se mide la intensidad de la luz? <ul><li>Para medir la intensidad de la luz emitida por la luz emitida por una fuente luminosa se utilizan ciertos aparatos denominados fotómetros (photo: luz, metrón: medida). Uno de los más sencillos es el que invento Bunsen, conocido con el nombre del fotómetro de la mancha de aceite o de Bunsen . Para comprender su funcionamiento, describiremos la experiencia de manera de fácil realización: </li></ul>
  32. 32. Fotómetro <ul><li>En un amplio sentido, un fotómetro es cualquier instrumento usado para medir la intensidad de la Luz . Los que se utilizan para la fotometría , son instrumentos para detectar: fotometro de bunsen </li></ul><ul><li>Intensidad de luz dispersa. </li></ul><ul><li>Absorbancia </li></ul><ul><li>Fluorescencia </li></ul><ul><li>Los dos más importantes en la astronomía son el fotómetro fotoeléctrico y el fotómetro CCD : el primero de ellos, aunque se utiliza todavía, está en desuso ya que el chip CCD presenta numerosas ventajas frente al anterior (linealidad, precios más reducidos, mayor fiabilidad, amplia respuesta al espectro electromagnético, mayor precisión, etc.). </li></ul><ul><li>El fotómetro fotoeléctrico nació a finales del siglo XIX en Inglaterra , mejoró en los Estados Unidos a inicios del siglo XX y alcanzó su madurez en los años 50 del pasado siglo, cayendo en desuso a medida que la tecnología digital primero, y CCD después, fue aumentando la precisión y reduciendo su precio. </li></ul><ul><li>En los artículos astronómicos más recientes (año 2005) se ha presentado la magnitud de las estrellas del cúmulo abierto M67 con una precisión de 0,0001 magnitudes, algo impensable hace sólo unos pocos años cuando la máxima precisión era de 0,001 magnitudes (puede compararse con las 0,01 magnitudes que puede extraerse de la fotometría fotográfica, empleando para ello microdensitómetros de alta calidad). </li></ul>
  33. 33. <ul><li>Experiencia de Bunsen </li></ul><ul><li>En el centro de una cartulina blanca se vierte una pequeña gota de aceite y se espera a que sea absorbida, formando una mancha. </li></ul><ul><li>Luego, se coloca una vela encendida detrás de la cartulina y se la observa: la mancha se ve más clara que el resto de la cartulina. </li></ul><ul><li>Después se coloca la vela delante de la cartulina y se repite al observación: la mancha se ve más oscura. </li></ul><ul><li>A continuación se colocan 2 velas encendidas de igual intensidad a ambos lados de la cartulina y a igual distancia. </li></ul><ul><li>La mancha no se observa a desaparecido cuando ambas caras de la cartulina recibe la misma iluminación. </li></ul><ul><li>Si luego se aleja una de las velas de la cartulina. La mancha reaparece, cuando la cartulina recibe distintas cantidades de luz. </li></ul>
  34. 34. <ul><li>A base de este experimento Bunsen procedió a construir un fotómetro: </li></ul><ul><li>En un soporte se coloca un cartulina blanca, con una mancha de aceite en su centro, que cumple la función de pantalla. </li></ul><ul><li>En la parte inferior y a ambos lados de la pantalla se ubican 2 espejos, formando un ángulo que permita observar simultáneamente la mancha en las 2 caras, cuando la observación se realiza desde la parte superior. </li></ul><ul><li>En la parte inferior se adiciona una regla graduada para medir la distancia entre la pantalla y los focos luminosos. </li></ul><ul><li>A la derecha de la pantalla se ubica una fuente luminosa (A) de intensidad conocida (I) y a una determinada distancia (D). </li></ul><ul><li>A la izquierda de la pantalla se coloca la fuente luminosa (B) cuya intensidad se desea conocer cuidando que la mancha de aceite y ambas fuentes queden sobre la misma recta. </li></ul><ul><li>La fuente B se acerca o se aleja de la pantalla hasta que la mancha deja de observarse. </li></ul><ul><li>Por último se mide la distancia entre la fuente B y la pantalla. </li></ul>
  35. 35. <ul><li>En esta situación la iluminación producida en la pantalla por el foco de intensidad conocida es: Ea= Ia/d(cuadrado)a </li></ul><ul><li>Mientras la iluminación que produce en la otra cara de la pantalla el foco de intensidad es desconocida resulta: Eb=Ib/d(cuadrado)b de donde: Ib=(Ia*d(cuadrado)b)/d(cuadrado)a </li></ul><ul><li>Así se puede deducir que: </li></ul><ul><li>“ El fotómetro de Bunsen permite establecer la intensidad luminosa de un foco por comparación de la iluminación que produce dicho foco con respecto a la que origina la otra fuente de intensidad conocida, tomada como patrón”. </li></ul>
  36. 36. Opinión <ul><li>Como es fácil de comprender, como este fotómetro es práctico y sencillo, carece de la sensibilidad necesaria para brindar mediciones precisas. </li></ul><ul><li>En la actualidad se construyen Fotómetros muy sensibles en base a células fotoeléctricas o fotorresistores. Las células fotoeléctricas transforman la intensidad de luz que reciben en señales eléctricas proporcionales a dicha intensidad que son medidas por un amperímetro muy sensible. </li></ul><ul><li>Los fotorresistores producen el efecto contrario: incrementar su resistencia eléctrica en relación a la intensidad de la luz que les llega, provocando una desviación proporcional de la aguja del micro amperímetro. </li></ul><ul><li>Los fotómetros son muy utilizados en la fotografía y en la astronomía. </li></ul>
  37. 37. Unidad de intensidad luminosa <ul><li>La unidad de medida de la intensidad luminosa debe ser constante para facilitar la vida. Como por ejemplo el fuego de leña va a depender de la cantidad de leña que se ocupe para crearlo. Los científicos comprobaron que si un metal como el platino se calienta hasta llegar a su punto de fusión se origina una luz de intensidad constante así se podría determinar una unidad. Así en 1967 la conferencia general de pesas y medidas adoptó la CANDELA como una medida del SI de intensidad luminosa. Es: la intensidad luminosa emitida perpendicularmente por 1/600000m cuadrados de platino que se encuentra a su temperatura de fusión. </li></ul>
  38. 38. UNIDADES DE LUZ <ul><li>Teniendo en cuenta que la ley fundamental de la iluminación establece: E=I/d (al cuadrado) </li></ul><ul><li>como la unidad de intensidad luminosa es la candela (cd) y la de la distancia es el metro (m) resulta: E=cd/m (al cuadrado). </li></ul><ul><li>Por lo tanto la unidad SIMELA de iluminación denominada lux es: Lux=1cd/1m(al cuadrado). </li></ul><ul><li>En otras palabras lux equivale a la iluminación que recibe una superficie ubicada a 1m de distancia de un foco luminoso de una candela de intensidad y cuyos rayos inciden perpendicularmente a dicha superficie. </li></ul>
  39. 39. Medidas de iluminación <ul><li>Para medir la iluminación que recibe una superficie se utiliza un instrumento denominado luxó metro o lucímetro, el cual cuenta la célula fotoeléctrica sensible a las variaciones de la intensidad lumínica. </li></ul><ul><li>Al mediodía y a pleno Sol, la iluminación es de aprox. 100000lux, bajo la sombra de los árboles se reduce a unos 10000lux, y en el interior de una habitación junto a una ventana abierta, se disminuye a unos 3000lux. </li></ul><ul><li>Para poder leer bien se requiere como mínimo una iluminación de 200lux. En tareas que exigen cierto esfuerzo de la vista, como en el dibujo, se recomienda utilizar una iluminación no menor a 500lux. </li></ul><ul><li>En general, una iluminación deficiente es tan nociva como otra excesiva, por lo cual se analiza cuando se ilumina oficinas, hogares, etc.. </li></ul>
  40. 40. <ul><li>Medida de la intensidad luminosa de una fuente de luz, o de la cantidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie. Los instrumentos empleados para la fotometría se denominan fotómetros. Las ondas de luz estimulan el ojo humano en diferentes grados según su longitud de onda. Los fotómetros fotoeléctricos necesitan filtros coloreados especiales para responder igual que el ojo humano. Los instrumentos que miden toda la energía radiante, no sólo la radiación visible, se llaman radiómetros y deben construirse de forma que sean igual de sensibles a todas las longitudes de onda. La intensidad de una fuente de luz se mide en candelas, generalmente comparándola con una fuente patrón. Se iluminan zonas adyacentes de una ventana con las fuentes conocida y desconocida y se ajusta la distancia de las fuentes hasta que la iluminación de ambas zonas sea la misma. La intensidad relativa se calcula entonces sabiendo que la iluminación decrece con el cuadrado de la distancia. </li></ul><ul><li>Fotón, cantidad mínima de energía de la luz u otra radiación electromagnética. </li></ul>
  41. 41. Sistemas de iluminación <ul><li>Iluminación general: es aquella que trata de obtener una difusión uniforme de la luz sobre toda el área iluminada. Las lámparas están repartidas de modo regular y cuentan con reflectores para evitar las sombras bruscas, entre otros deslumbramientos. </li></ul><ul><li>Iluminación localizada: Consiste en disponer las lámparas en los lugares que requieren un modo especial de luz, como por ejemplo: escritorios. </li></ul><ul><li>Iluminación combinada: procura una iluminación general suficiente para alumbrar los distintos objetos que se hallan en una habitación y cuenta con lámparas adicionales ubicadas en mesas de dibujo o escritorios. </li></ul><ul><li>Actualmente, el marcado incremento que se le ha dado a la intensidad de la iluminación general, ha reducido la necesidad de focos individuales. </li></ul>
  42. 42. Artefactos de iluminación <ul><li>Éstos, son muy positivos ya que cumplen la función de soporte de una lámpara, o tubo fluorescente que produce la luz eléctrica y, además, dirigen o ayudan a dirigir los rayos luminosos emitidos. El control de la dirección de los rayos es necesario para lograr una distribución uniforme de la luz, evitando los reflejos molestos. Estos aparatos pueden ser directa, indirecta o semidirecta iluminación. </li></ul>
  43. 43. Directa <ul><li>En muchas ocasiones, tiene el inconveniente de producir el deslumbramiento y condiciones de visibilidad desagradables. Estos problemas se puede reducir por medio de pantallas de papel o instalando las lámparas en cavidades cubiertas con cristales difusores. </li></ul>
  44. 44. Indirecta <ul><li>Estos aparatos de flujo luminoso sale hacia arriba, iluminando el ambiente por reflexión en el techo y las paredes. </li></ul><ul><li>Ofrecen mejores y más cómodas condiciones de visibilidad que los aparatos de iluminación directa, pero proporcionan una iluminación de menor intensidad. En las iluminaciones indirectas conviene que el techo y la parte superior de las paredes sean de color blanco mate para conseguir mayor rendimiento luminoso. </li></ul>
  45. 45. Semidirecta <ul><li>Son aquellos que ofrecen características intermedias entre la iluminación directa e indirecta. </li></ul><ul><li>La iluminación es más suave y menos deslumbrante que los artefactos de alumbrado directo y más intensa que los de iluminación indirecta de igual potencia. </li></ul><ul><li>El sistema semidirecto requiere del 20 al 40% más de potencia que el directo para alcanzar el mismo nivel de iluminación. </li></ul><ul><li>Los globos de estos aparatos combinan la reflexión hacia arriba con la difusión hacia abajo. </li></ul>

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