Radiometría, Espectrorradiometría y Fotometría

Radiometría es la ciencia de la medición de radiación electromagnética (EM). El amplio espectro cubierto por la ciencia de la radiometría se basa en varios conceptos físicos.

Las propiedades que aquí nos interesan son la energía radiada y sus distribuciones espaciales y angulares.

Los cuatro conceptos básicos son:

• Flujo Radiante
• Intensidad Radiante
• Radiación
• Irradiación

Flujo Radiante
Es el total de energía radiante emitida por una fuente o recibida por una superficie. También puede ser definido como el cociente entre la energía en forma de radiación en todas sus direcciones y el intervalo elemental del tiempo. La unidad internacional de flujo de radiación es Watt.

Intensidad Radiante
Es definida como la densidad angular dirigida de radiación desde una fuente. La intensidad de radiación en una dirección determinada es la suma de la energía contenida en todos los rayos (conos) emitidos en esa dirección por toda la fuente (ej. energía por ángulo sólido). La unidad SI de la intensidad radiante es Watt/Estereoradián (Watt/sr).

Irradiación
Es la medición de flujo radiante incidente sobre la superficie de un objeto (flujo radiante por unidad de área). La unidad SI de irradiación es Watt/Metro Cuadrado (Watt/m2)

Radiación
Es la medición de la intensidad radiante total por unidad de área proyectada. La unidad para radiación es Watt/ metro cuadrado estereoradián (Watt/m2 sr).

La espectrometría es la medición de energía de luz a longitudes de ondas individuales dentro del espectro electromagnético. Puede ser medida sobre todo el espectro o dentro de una banda específica de longitud de onda.

Radiación Espectral
La radiación de una fuente de luz es un valor simple que representa la suma de toda la energía medida sobre un espectro. La radiación espectral es el valor individual de la radiación para una determinada longitud de onda en nanómetros (nm). La unidad SI para radiación espectral es Watt/Metro Cuadrado Estereoradián Nanómetro (Watt/m2 sr nm).

Irradiación Espectral
Es la medición de la intensidad total radiante por unidad proyectada de área. La unidades SI de irradiación espectral es Watt/ metro cuadrado nanómetro (Watt/m2.nm)

La fotometría realiza mediciones de los atributos psicofísicos de la energía electromagnética que es visible al ojo humano. El uso del término “luminoso”, el cual se refiere a la luz visible, define la fotometría en términos de la percepción humana.

La fotometría se convirtió en una ciencia moderna en 1942, cuando la Commission Internationale de lÉclairage (CIE) definió la respuesta del ojo humano promedio. La CIE midió la sensibilidad ocular de un grupo amplio de individuos y recolectó los datos dentro de la Función Estándar de Luminosidad CIE, conocida globalmente como curva fotópica (percepción cromática en estado normal), y curva escotópica (percepción acromática a bajo nivel de iluminanción). Ver Fig. 2.3a.

Las cantidades fotométricas están relacionadas, a través de la función estándar de luminosidad de la CIE, con las cantidades radiométricas correspondientes. Podemos pensar en la función de luminosidad como la función de transferencia de un filtro para aproximarse al comportamiento del ojo humano promedio. (Fig. 2.3b).

La fotometría consiste en cuatro conceptos básicos denominados: flujo de luminosidad, intensidad luminosa, iluminancia y luminancia.

Flujo Luminoso
Una fuente de luz que irradia energía en la forma de ondas electromagnéticas. Nos referimos a energía luminosa como “flujo” y flujo luminoso es una medida de energía luminosa emitida por una fuente, o recibida por una superficie.

La cantidad se obtiene a partir del flujo radiante W (en Watts), evaluando la radiación de acuerdo con la eficiencia luminosa relativa del “ojo estándar” (Función Estándar de Luminosidad de la CIE V).

La unidad es lumen (lm)
Lm=6 83 x W (Watt) x V*

Intensidad Luminosa
Esto expresa la energía de una fuente de luz. Se define como la cantidad de flujo luminoso emitido en una dirección determinada por el ángulo sólido (en estereoradián).

La unidad es candela (cd). 1cd=1 lumen por estereoradián (para fines prácticos, una intensidad luminosa de 1 candela)

Illuminancia
Es la medición de la concentración de flujo luminoso sobre una superficie.

Es expresado en lúmenes por unidad de área.

La unidad es lux (lx).
1 lx-1 lumen por metro cuadrado (lm/m2)
La unidad original Británica no métrica es pies candela.
1 pie candela=1 lumen por pie cuadrado (lm/ft2)

Luminancia
También conocida como brillo fotométrico, la luminancia es la medición de un flujo emitido desde, o reflejado por, una superficie plana y uniforme. La luminancia puede ser pensada como intensidad de luminancia por unidad de área.

La unidad es candela por metro cuadrado (cd/m2)
La unidad Británica no métrica original es footlambert (fL)
1fL=1 candela\*ft2)