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Medir la intensidad de la luz es importante al diseñar la iluminación de una habitación o al prepararse para una fotografía. El término "intensidad" se usa de diferentes maneras, así que tómate un momento para aprender qué unidades y métodos de medición concuerdan con tu objetivo. Por lo general, los fotógrafos profesionales y los instaladores de iluminación usan un medidor digital, pero también puedes hacer un medidor de luz comparativo simple, llamado "fotómetro de Joly".
Pasos
Método 1
Método 1 de 2:
Mide la intensidad de la luz de una habitación o de una fuente de luz
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Conoce los fotómetros que miden en velas o en lux. Estas unidades describen la intensidad de la luz en una superficie, o la "iluminancia". Los fotómetros que miden esto son, por lo general, lo que la gente busca cuando quiere organizar una sesión fotográfica o comprobar si una habitación es demasiado luminosa o demasiado tenue. [1] X Fuente de investigación
- Algunos medidores de luz son específicos para distintos tipos de iluminación. Por ejemplo, algunos producen resultados más precisos al usarse con luces de sodio. [2] X Fuente de investigación
- Incluso puedes comprar un "medidor de luz" en las tiendas de aplicaciones de algunos dispositivos móviles. Revisa las reseñas primero, pues quizás algunas de estas aplicaciones sean imprecisas.
- El lux es el estándar moderno aceptado, pero algunos dispositivos aún miden en velas. Usa esta calculadora en línea para convertir estas medidas.
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Conoce cómo interpretar las unidades de iluminancia. Te presentamos algunos ejemplos de medidas de iluminancia típicas para determinar si la iluminación debe cambiarse: [3] X Fuente de investigación [4] X Fuente de investigación
- La mayoría de trabajo de oficina se realiza cómodamente entre 250 y 500 lux (23 y 46 velas).
- Por lo general, los supermercados y las áreas de trabajo que involucran dibujar u otros trabajos detallados se iluminan entre 750 y 1,000 lux (70 y 93 velas). El extremo superior de este rango es equivalente al área interior cercana a una ventana en un día soleado y claro.
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Comprende los lúmenes y la luminancia. Si la etiqueta o la publicidad de una bombilla o de una lámpara menciona "lúmenes", se describe la energía total que se emite como luz visible, un concepto llamado luminancia . Te presentamos lo que necesitas saber:
- Los "lúmenes iniciales" describen cuánta luz se emitirá una vez que se estabilice. Esto tarda alrededor de 100 horas de uso en el caso de luces fluorescentes y HID. [5] X Fuente de investigación
- Los "lúmenes promedio" o "lúmenes calculados" indican la luminancia promedio estimada a lo largo de la vida del dispositivo. La luminancia real será más potente que esta medida al principio y se volverá más tenue que esta medida al final de la vida útil recomendada de la fuente de luz.
- Para descubrir los lúmenes necesarios, usa los pasos de arriba para determinar cuántas velas de iluminancia quieres en la habitación y multiplícalas por el área de esta. [6] X Fuente de investigación Aumenta el resultado un poco para habitaciones con paredes oscuras y redúcelo para habitaciones con otras fuentes de luz principales.
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Mide el ángulo de haz y el ángulo de campo. Las linternas y otros dispositivos que emiten luz en determinada dirección pueden describirse usando estos dos términos adicionales. [7] X Fuente de investigación Puedes encontrar estos valores por ti mismo usando un fotómetro que mida lux o velas, una regla de borde recto y un transportador:
- Sostén el fotómetro directamente en el camino del haz más potente. Muévelo alrededor hasta encontrar el punto con la máxima intensidad (iluminancia).
- Quedándote a la misma distancia de la fuente de luz, mueve el fotómetro en una dirección, hasta que la intensidad de la luz caiga al 50% del nivel máximo. Usa un hilo tensado u otro borde recto para marcar una línea desde la fuente de luz hasta este punto.
- Camina en la otra dirección hasta encontrar el punto en el lado opuesto del haz con 50% de la iluminación máxima. Marca una línea nueva desde este punto.
- Usa un transportador para medir el ángulo entre las dos líneas. Este es el "ángulo de haz" y describe el ángulo iluminado potentemente por la fuente de luz.
- Para encontrar el ángulo de campo, repite estos pasos, pero marca los dos puntos en que la intensidad del haz alcanza 10% del nivel máximo.
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Úsalo para comparar fuentes de luz. Este dispositivo es fácil de fabricar en casa luego de unas cuantas compras. Se llama "fotómetro de Joly" en honor a su inventor y puede usarse para medir la intensidad relativa de dos fuentes de luz. Con un poco de conocimiento de física, indicado más abajo, podrás descubrir cuál de tus bombillas emite más luz, además de cuál es la más eficiente para la cantidad de energía que usa.
- Las mediciones "relativas" no arrojan un resultado en unidades. Sabrás exactamente cómo dos intensidades de luz se comparan, pero no podrás relacionarlas a una tercera intensidad sin repetir el experimento.
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Corta un bloque de cera de parafina por la mitad. Compra un paquete de cera de parafina en una ferretería o una tienda de comestibles y saca un bloque de medio kilo (1/4 libra). Usa un cuchillo afilado para cortarlo en mitades iguales.
- Córtalo lentamente para evitar romperlo en pedazos. [8] X Fuente confiable Science Buddies Ir a la fuente
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Coloca papel de aluminio entre las piezas de parafina. Rompe un trozo de papel de aluminio y colócalo encima de una de los trozos de parafina, cubriendo la superficie por completo. Coloca el segundo trozo de parafina encima del aluminio.
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Pon el "sándwich" verticalmente. Para que el dispositivo funcione, tendrás que pararlo de costado, de manera que el trozo de papel en el medio quede vertical. Si la cera no se sostiene por sí sola, puedes mantenerla horizontalmente por ahora. Solo recuerda que la caja que construirás debe diseñarse para sostener la cera en vertical.
- Puedes usar dos gomas elásticas para mantener el bloque unido. [9] X Fuente de investigación Pon una cerca de la parte superior del sándwich y otra cerca de la inferior.
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Corta tres ventanas en una caja de cartón. Elige una caja del tamaño justo para albergar el bloque de cera. Por lo general, el paquete en el que vino la cera funciona bien. Usa una regla y un par de tijeras para cortar tres ventanas en la caja:
- Corta dos ventanas en lados opuestos de exactamente el mismo tamaño. Cada ventana dará a una mitad diferente de la parafina una vez que el bloque se coloque dentro.
- Corta una tercera ventana de cualquier tamaño en la parte frontal de la caja. Debe estar centrada, de modo que puedas ver ambas mitades del bloque de parafina, en ambos lados del papel de aluminio.
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Coloca la parafina dentro de la caja. Mantén el papel de aluminio entre los dos bloques de cera de parafina, en posición vertical. Quizás debas usar cinta adhesiva, trozos pequeños de cartón o ambos para mantener los bloques de cera derechos, paralelos a las ventanas en lados opuestos y tocando el papel aluminio entre ellos. [10] X Fuente confiable Science Buddies Ir a la fuente
- Si la caja está abierta en la parte superior, cúbrela con otro trozo de cartón u otra barrera que bloquee la luz.
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Determina una fuente de luz como "punto de referencia". Elige una de las fuentes de luz que compararás como "vela estándar", que usarás como punto de referencia de intensidad. Si vas a comparar más de dos fuentes de luz, usarás esta durante todas las comparaciones.
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Dispón dos fuentes de luz en línea recta. Coloca dos bombillas, dos LED u otras fuentes de luz en una superficie plana en línea recta. La distancia entre ellas debe ser significativamente mayor que el grosor de la caja que hiciste.
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Coloca el fotómetro entre las fuentes de luz. El fotómetro debe estar a la misma altura que las fuentes de luz, de modo que la luz ilumine por completo los bloques de cera a través de las ventanas laterales. Recuerda que las fuentes de luz deben estar a una buena distancia entre sí para permitir una iluminación uniforme.
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Apaga todas las otras luces de la habitación. Cierra todas las ventanas, las persianas o las cortinas, de modo que solo la luz de las fuentes de prueba alcance los bloques.
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Acomoda la caja hasta que ambos bloques de cera estén igualmente iluminados. Mueve el fotómetro hacia el lado del bloque más tenue. Mira a través de la ventana frontal a medida que ajustas la posición de la caja y detente cuando ambos bloques de cera parezcan igual de iluminados.
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Mide la distancia entre el fotómetro y cada fuente de luz. Usa una cinta métrica para medir la distancia del papel de aluminio hasta la fuente de luz de "referencia" elegida. La llamaremos d1 . Anótalo y mide la distancia del papel de aluminio a la fuente de luz en el lado opuesto, d2 .
- Puedes medir la distancia usando cualquier unidad, pero asegúrate de no mezclarlas. Por ejemplo, si la medida es en metros y centímetros, convierte los resultados a solo centímetros.
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Comprende la física involucrada. El brillo de los bloques disminuye con el cuadrado de la distancia, pues se mide la cantidad de luz que cae en un área bidimensional, pero la luz irradia a través de un "volumen" tridimensional. [11] X Fuente de investigación En otras palabras, cuando una fuente de luz se mueve el doble de distancia (x2), la luz que produce se propaga cuatro veces el área (x2 2 ). Se puede escribir el brillo como "I / d 2
- I es la intensidad y d es la distancia, como ya se dijo en pasos anteriores.
- Técnicamente, lo que se describe como brillo se designa "iluminancia" en este contexto. [12] X Fuente de investigación
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Usa este conocimiento para calcular la intensidad relativa. Cuando ambos bloques parezcan igual de brillantes, su "iluminancia" es equivalente. Podemos escribir esto como una fórmula y ajustarla para resolver I 2 o la intensidad relativa de la segunda fuente de luz: [13] X Fuente confiable Science Buddies Ir a la fuente
- I 1 /d 1 2 = I 2 /d 2 2
- I 2 = I 1 (d 2 2 /d 1 2 )
- Como solo se mide la intensidad relativa o la forma en que se comparan, podemos simplemente decir I 1 = 1. Esto hace la fórmula simple: I 2 = d 2 2 /d 1 2
- Por ejemplo, digamos que la distancia de d 1 a la fuente de luz de referencia es 60 cm (2 pies) y que la distancia de d 2 a la segunda fuente de luz es de 1,5 m (5 pies):
- I 2 = 5 2 /2 2 = 25/4 = 6.25
- La segunda fuente de luz tiene una intensidad 6.25 veces mayor que la primera fuente de luz.
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Calcula la eficiencia. Si usas bombillas que indican la potencia en watts, como "60W" por "60 watts", sabrás la energía eléctrica que usa. Divide la intensidad relativa de la bombilla entre esta energía para encontrar qué tan eficiente es la bombilla en relación a las otras fuentes de luz. Por ejemplo:
- Una bombilla de 60 watts con una intensidad relativa de 6 tiene una eficiencia relativa de 6/60 = 0.1.
- Una bombilla de 40 watts con una intensidad relativa de 1 tiene una eficiencia relativa de 1/40 = 0.025.
- Como 0.1 / 0.025 = 4, la bombilla de 60W es cuatro veces más eficiente al convertir energía eléctrica en luz. Ten en mente que de todas formas usará más energía que la bombilla de 40W, y por eso cuesta más. La eficiencia solo indica cuánto "jugo" le sacas al dinero.
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Consejos
- Luego de usar el fotómetro de Joly para medir intensidades de luz comparadas, puedes medir la intensidad de la luz usando un medidor de luz digital o analógico. Los medidores más modernos miden la intensidad de la luz en lux, mientras que los medidores análogos antiguos lo hacen en una unidad más vieja llamada vela, definido como 1 lumen por pie cuadrado. Una vela equivale a 10.76 lux.
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Cosas que necesitarás
- Fotómetro
o para un dispositivo casero:
- Bloque de cera de parafina (disponible en cajas de 2,2 kg o 1 libra en ferreterías o tiendas de comestibles)
- Cuchillo afilado
- Papel de aluminio
- Caja de cartón pequeña (quizás puedas usar la caja en la que vino la cera)
- Tijeras
- Dos fuentes de luz del mismo tipo, como lámparas de escritorio.
- Cinta métrica
- Bombillas de prueba (3 o más potencias en watts o lúmenes)
Referencias
- ↑ http://www.energybooks.com/pdf/D1150.pdf
- ↑ http://www.bosworthinstrument.com/Lightmeterinfo.html
- ↑ http://www.engineeringtoolbox.com/light-level-rooms-d_708.html
- ↑ http://www.bosworthinstrument.com/Lightmeterinfo.html
- ↑ http://www.ledtronics.com/TechNotes/TechNotes.aspx?id=13
- ↑ http://maximlighting.com/fpage_lighting_need.aspx
- ↑ http://www.schorsch.com/en/kbase/glossary/beam-angle.html
- ↑ http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/Phys_p031.shtml#procedure
- ↑ http://mysite.du.edu/~etuttle/electron/elect45.htm
- ↑ http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/Phys_p031.shtml# procedure
- ↑ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/isql.html# c1
- ↑ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/areance.html#c1
- ↑ http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/Phys_p031.shtml# procedure
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