c2 Luz y Vision 2016 A

8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

1/10

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FIM D.A.I.A. ML423 2016-I

2. - LA LUZ Y LA VISIÓN

Generalidades y conceptos básicos sobre iluminación.

Naturaleza de la luz.- El Sol es una fuente gigantesca de radiación, laradiación también la emiten las lámparas incandescentes, las lámparasde descarga, otras lámparas y las flamas. Algo de esta radiación puedeestimular la retina del oo !umano. A esta se le llama Luz. "as ondasluminosas traen energ#a del Sol a la $ierra.

%ero muc!a de la radiación &ue pro'iene de estas fuentes, el oo!umano no la percibe y tiene otros nombres, como ondas infrarroas,ondas ultra'ioletas y ondas de radio, las &ue se perciben por otrosmedios.

(n cuerpo luminoso es un cuerpo &ue emite ondas luminosas, un cuerpoiluminado reflea ondas luminosas. El Sol es un cuerpo luminoso, la lunaes un cuerpo iluminado.

A continuación mostramos una carta del espectro electromagnético."as ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias se perciben por diferentes medios. Apréciese &ue el espectro visile es solo unape&ue)a parte de todo el espectro electromagnético.

!spectro !lectromagnético es la distribución energética del conuntode las on"as electromagnéticas

*eferido a un obeto es la radiación electromagnética &ue emite+espectro de emisión o absorbe +espectro de absorción una sustancia.#$ué es la ra"iaci%n&

Es una forma de energ#a en mo'imiento &ue está presente en nuestromundo de forma natural o artificial.

"a radiación electromagnética consiste de ondas de energ#a eléctrica ymagnética mo'iéndose untas a tra'és del espacio a la 'elocidad de laluz

'a"iaci%n No Ionizante A&uella radiación &ue no tienen la suficiente energ#a para modificar las

moléculas de las células 'i'as, como por eemplo las radiaciones &ueemanan de las antenas de radio, tele'isión y celulares.

#$ué son campos electromagnéticos& El término campo electromagnético +/E0 se usa para indicar la

presencia de radiación electromagnética "os /E0 normados incluyen los campos de las redes de energ#a +12 3z

en el %er4 y de las estaciones radioeléctricas, tales como la radio, la

tele'isión y la telefon#a mó'il.

1 Ing° Jos C!"#os R$%$s A#&! COD '('6)*G

8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

2/10


ES%E/$*5 E"E/$*50AGN6$7/5

1013


1011

O n + ! s # ! " g ! s

10(

10)10*

10310

10-110-3

10-*10-)

10-(10-11

10-13

O n + ! s , $ + - ! s

O n + ! s . o " / ! s

O n + ! s U # / " ! & - o # $ / ! s

0 $ # $ & - s - 1 n

n, n!n,$/"os 5n ,# ,##ons,o +$ ,$/"o

R ! + ! "

R ! % o s - n 6 " ! " o 7 o s

E s p e c t r o d e L u z

v i s i b l e

R ! % o s 5 # / " ! & - o # $ / !

R ! % o s 8

R ! % o s g ! , , !

R ! % o s . 1 s , - . o s

8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

3/10

8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

4/10


"a luz es la porción del espectro electromagnético &ue está entre losl#mites de longitud de onda comprendidos entre los 892 nanómetros y los:92 nanómetros, sin embargo estos l#mites del espectro electromagnéticonos están estrictamente definidos y 'ar#an seg4n el indi'iduo.

As# el espectro 'isible puede di'idirse apro;imadamente en una serie deinter'alos de longitud de onda, seg4n la impresión de color &ue producenen el oo !umano<

*ango (nidad del espectro electromagnético color 892 a =81 nanómetros 'ioleta=8: a =>? nanómetros azul=>1 a ?11 nanómetros 'erde?1: a ?9> nanómetros amarillo?>2 a 1@: nanómetros narana1@9 a :92 nanómetros roo

Es decir las ondas luminosas forman sólo una pe&ue)a parte del espectroelectromagnético.

$odas las ondas electromagnéticas 'iaan con la misma rapidez en elespacio. Sin embargo, difieren en frecuencia y por ello en longitud deonda, &ue se pede obtener en gráficos e;presados en longitud de ondaen metros o en frecuencias en *ertz.

(na onda electromagnética tiene propiedades eléctricas y magnéticas. A

la onda están asociados un campo eléctrico y un campo magnético. Estoscampos 'ibran en planos perpendiculares entre s# y perpendiculares a ladirección de la onda.

2.1 +ropagaci%n "e la luz

"a primera medición e;acta terrestre la efectuó el cient#fico americano Albert 0ic!elson el a)o >22 y obtu'o 'B 8;29 mCseg para la rapidez dela luz en el aire.

/omo la luz 'iaa en l#neas rectas, la dirección de las ondas de luz se

pueden representar por rayos, es decir la luz forma un rayo de luz.

(n pe&ue)o rayo de luz está formado de un gran n4mero de ondasindi'iduales de muc!as longitudes de onda diferentes, las ondasluminosas 'iaan untas en una l#nea recta lo &ue ayuda a e;plicar elcomportamiento de la luz. A esta forma de estudiar la luz se le llamaóptica de rayos.

@.@ ,ecanismo visual el o)o como receptor "e luz.

El fenómeno de la 'isión o percepción de la luz se realiza mediante el

oo, comparable con una cámara fotográfica.


8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

5/10


En el gráfico adunto, se aprecia un corte !orizontal de un oo !umanonormal.

El globo del oo se !alla rodeado en el e;terior por una fuerte membranadenominada esclerótica +Es &ue sobresale en la parte anterior,

formando una porción transparente y fuertemente abo'edada,denominada cornea+/o. $ras la córnea se encuentra el 7ris +7, dotado

* Ing° Jos C!"#os R$%$s A#&! COD '('6)*G

8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

6/10


de una perforación circular &ue aparece como una manc!a negrallamada pupila +p. 0ediante la acción de un m4sculo adecuado, esteorificio puede reducirse o distenderse, de modo &ue corresponde suacción a la del diafragma de una má&uina fotográfica.

"os párpados obran como un obturador permitiendo o impidiendo laentrada de los rayos luminosos.

Entre la córnea y el iris e;iste un espacio denominado cámara anterior +/A, llena de un l#&uido incoloro +!umor acuoso en cuyo fondo ycolocado detrás de la pupila se encuentra un órgano &ue act4a de lentey &ue se denomina cristalino +/r.

El interior o cámara posterior +/% del oo está lleno de un fluidogelatinoso +!umor '#treo.

El /ristalino consta de 'arias capas concéntricas transparentes, las &uemediante un ligamento radiado llamado zónula +Do y por medio de losprocesos filiares +D del borde de la córnea, puede modificarse la tensióndel ligamento y 'ariar la cur'atura de la lente o cristalino.

"a pared interna del oo se !alla cubierta por una membrana llamadacoroides +/or, sobre la &ue se e;tiende la parte sensible a la luz,e;pansión del ner'io óptico protegida por un pigmento negro y en la cualse forman las imágenes como sobre el 'idrio deslustrado de la cámarafotográfica, denominado retina +*e.

Sobre la retina se encuentra un punto especialmente delgado +m, &ue acausa de su color recibe el nombre de manc!a amarilla +mácula, encuyo centro e;iste una superficie circular de a .? mm de .

El ner'io óptico conduce !asta el globo del oo un inmenso n4mero defibrillas ner'iosas, cuyo n4mero se estima en un millón, &ue se e;tiendenen todas las direcciones sobre la superficie anterior de la retina,terminando en lo &ue se denomina bastoncillos y conos.

A cada fibra ner'iosa le corresponden 22 bastoncillos y > conos, de

modo &ue puede calcularse &ue un oo normal contiene 82 millonesbastoncillos y 9 millones de conos, bastones y conos se encuentranirregularmente en la superficie de la retina.En el punto +b de entrada del ner'io óptico no e;isten ni conos nibastones, no es sensible a las impresiones luminosas, recibe por ello elnombre de punto ciego.

El centro de la manc!a amarilla +mácula contiene =222 conos y ning4nbastoncillo, siendo el total de conos e;istentes a!# de 8222.

Fastones y /onos son los elementos realmente sensibles a la acción de

la luz y en ellos se transforma la energ#a luminosa en sensación o


8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

7/10


e;citación ner'iosa, &ue es transportada al cerebro por intermedio delner'io óptico.

@.8 'e(irién"onos a la visi%n po"emos mencionar la visi%n (ot%picala visi%n mes%pica / la visi%n escot%pica.

"a visi%n (ot%pica es la percepción 'isual &ue se produce con ni'eles deiluminación diurnos +a plena luz del d#a. Esta 'isión posibilita la correctainterpretación del color por el oo.

Está basada en la respuesta de los conos, uno de los dos tipos defotorreceptores de la retina +conos y bastones. "os conos son muc!o menossensibles a la luz &ue los bastones, por lo &ue sólo se acti'an cuando losni'eles de iluminación son suficientemente ele'ados.

E;isten tres tipos de conos< *oos, erdes y Azules. /ada uno de ellos posee

un (otopigmento con una cur'a caracter#stica de absorción respecto de lalongitud de onda &ue les llegue. Este !ec!o constituye el punto de partidafisiológico para la percepción del color.

"a agudeza 'isual, esto es, la percepción de detalles finos en las imágenes, essuperior en este tipo de 'isión. En primer lugar, esto se debe al densoempa&uetamiento de los conos en la fó'ea. En segundo lugar, a &ue las salidasde 'arios bastones adyacentes suelen con'erger en una 4nica neurona, lo &ueaumenta la sensibilidad a la intensidad luminosa de este tipo de células peroreduce su capacidad de resol'er detalles.

"a visi%n escot%pica es a&uella percepción 'isual &ue se produce con ni'elesmuy baos de iluminación. "a agudeza 'isual es baa y la recepción de luz esprincipalmente con los bastones de la retina, &ue son sensibles al color azul delespectro +y por ende, ciego al roo. No es posible una discriminación del color en este tipo de 'isión< es una 'isión monocromática.

"a visi%n mes%pica es una 'isión intermedia +intermedia entre la fotópica y laescotópica &ue se da en situaciones de iluminación, &ue sin llegar a laoscuridad total, tampoco llegan a ser la luz de un d#a a pleno sol. Se trata,principalmente, del tipo de 'isión empleado en condiciones de luz artificial,

donde tanto conos como bastones entran en [email protected] Hormación de las imágenes en el oo. Acomodación Ie todos los obetos &ue nos rodean, parten rayos luminosos, cuando se!allan iluminados. Estos rayos luminosos atra'iesan la córnea yalcanzan el interior del oo.

El iris reflea en todas direcciones los rayos recibidos, percibiendo sucolor. "os rayos &ue llegan a la pupila pasan a tra'és de ella y delcristalino situado detrás, siendo refractados !acia la retina, as# se forma

en la retina una imagen pe&ue)a e in'ertida del obeto obser'ado.

) Ing° Jos C!"#os R$%$s A#&! COD '('6)*G

http://es.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Colorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cono_(c%C3%A9lula)http://es.wikipedia.org/wiki/Conos_y_bastoneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Bast%C3%B3n_(c%C3%A9lula)http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fotopigmento&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fotopigmento&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3veahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bast%C3%B3n_(c%C3%A9lula)http://es.wikipedia.org/wiki/Retinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Colorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Azulhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Colorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3n_fot%C3%B3picahttp://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3n_escot%C3%B3picahttp://es.wikipedia.org/wiki/Iluminaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cono_(c%C3%A9lula)http://es.wikipedia.org/wiki/Bast%C3%B3n_(c%C3%A9lula)http://es.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Colorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cono_(c%C3%A9lula)http://es.wikipedia.org/wiki/Conos_y_bastoneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Bast%C3%B3n_(c%C3%A9lula)http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fotopigmento&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3veahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bast%C3%B3n_(c%C3%A9lula)http://es.wikipedia.org/wiki/Retinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Colorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Azulhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Colorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3n_fot%C3%B3picahttp://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3n_escot%C3%B3picahttp://es.wikipedia.org/wiki/Iluminaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cono_(c%C3%A9lula)http://es.wikipedia.org/wiki/Bast%C3%B3n_(c%C3%A9lula)

8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

8/10


Esto corresponde e;actamente con la formación de una imagen en lapantalla de la cámara fotográfica. %ero mientras en unas cámarasfotográficas, es preciso desplazar o modificar la distancia entre lapantalla y el obeti'o para obtener una imagen clara, en el oo senecesita &ue seg0n la "istancia a 1ue se encuentren los o)etos se

mo"i(i1ue tamién el grueso "el cristalino lo &ue se consigue con laayuda de los m4sculos ciliares, &ue produciendo un alargamiento oencor'amiento del cristalino, modifican su distancia focal.

Esta propiedad del oo, de adaptar sus condiciones o propiedadesópticas a las di'ersas distancias a las &ue puedan estar los obetos,recibe el nombre de acomo"aci%n.

@.8.b "a adaptación del oo

El oo tiene una notable propiedad de austarse a la intensidad de

iluminación en cada caso. /uando el oo se encuentra sometido a unaluz muy 'i'a, la pupila se contrae, reduciendo el paso de rayosluminosos, mientras &ue en la oscuridad se dilata, buscando la captaciónde la mayor cantidad posible de energ#a luminosa. Ie esta manera seregula la intensidad de las sensaciones sobre la retina, consiguiéndose&ue las imágenes se formen con nitidez en todos los casos, de maneraanáloga a como se obtiene el mismo efecto en algunas cámarasfotográficas mediante la regulación de la abertura del diafragma.

@.8.c "a sensibilidad a las 'ariaciones de intensidad.

0ediante un eercicio adecuado podemos llegar a calcular a oo, pesos y'ol4menes, pero falla, a pesar de su mara'illosa constitución, cuando setrata de comparar entre si las intensidades luminosas de dos focosdistintos. "o mas &ue podemos llegar a determinar, es &ue un focoposee mayor intensidad &ue otroJ ni el obser'ador mas acostumbrado escapaz de discernir el 'alor de la intensidad luminosa, 7ncluso cuando setrata de determinar los 'alores apro;imados de la iluminación resulta eloo un órgano inseguro, pudiendo percibir escasamente las diferenciase;istentes entre la iluminación producida, por eemplo en el caso de laluz solar en el curso del d#a.

@.8.d %ercepción del color

"os conos sensibles al color funcionan con fuertes intensidadesluminosas, mientras los bastoncillos insensibles a la coloración entran enacti'idad en el crep4sculo y en la oscuridad.

"os conos producen en el cerebro la sensación del color y sir'enprincipalmente para una 'isión clara y precisa, e;citados por la acción dela luz. %ara la 'isión directa se produce una imagen n#tida en el centrode la manc!a amarilla, donde solamente e;isten conos y no bastoncillos.

' Ing° Jos C!"#os R$%$s A#&! COD '('6)*G

8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

9/10


/uando la intensidad de la iluminación es débil, la dilatación de la pupila!ace &ue las imágenes sean recibidas también en la parte periférica dela retina, donde además de los conos e;iste una gran cantidad debastoncillos &ue poseen la propiedad de aumentar notablemente lasensibilidad de a&uella en la oscuridad.

Es muy importante en iluminación &ue la luz con &ue iluminemos uncuerpo debe ser adecuado a su color, es decir, &ue el color de la luzdebe corresponder al del cuerpo iluminado. %or eemplo si deseamosiluminar un escaparate en el &ue se e;ponen telas de muy diferentesmatices, debemos iluminarlo con luz blanca, de composición semeantea la de la luz natural.

"as células de tipo bastón sólo permiten la 'isión en la luz débil y noperciben los colores. K"e'ántese una noc!e de luna oscura y mire a su

alrededorK, sugiere Ia'id 3ubel de la Hacultad de 0edicina de 3ar'ard,galardonado con el %remio Nobel por su in'estigación sobre la 'isión. KApesar de &ue pueda 'er algunas formas bastante bien, los coloresestarán completamente ausentes. Es notable cómo pocas personas sedan cuenta de &ue no necesitan de la 'isión de color para poder 'er conluz débilK.

%ero la retina !umana también contiene otro tipo de célulafotorreceptora< los conos, los cuales operan con luz brillante y son losresponsables de la gran agudeza 'isual, además de la 'isión de loscolores.

"os conos y bastones forman un mosaico desigual dentro de la retina,con bastones &ue generalmente e;ceden en n4mero a los conos, en unarelación de 2 a , e;cepto en el centro de la retina o fó'ea. "os conosestán sumamente concentrados en la fó'ea, un área &ue Nat!ans llamaKel mil#metro cuadrado de teido más 'alioso del cuerpoK.

El 'er un color implica !acer comparaciones. K"o 4nico &ue un conoindi'idual puede !acer es capturar la luz y decir algo acerca de suintensidadK, se)ala Nat!ansJ Kno dice nada acerca del colorK.

%ara 'er cual&uier color, el cerebro debe comparar el est#mulo entrantede diferentes clases de células de tipo cono, y luego debe !acer muc!asotras comparaciones.

El rápido trabao de uzgar un color comienza en la retina, la cual tienetres capas de células. "as se)ales de los conos roos y 'erdes de laprimera capa son comparadas por las de células roas y 'erdesKantagonistasK, presentes en la segunda capa. Estas célulasKantagonistasK computan el balance entre la luz roa y 'erde &ue 'ienede una parte determinada del campo 'isual. 5tras células antagonistas,

entonces, comparan se)ales de los conos azules con las se)alescombinadas de los conos roos y 'erdes.

( Ing° Jos C!"#os R$%$s A#&! COD '('6)*G

http://%20loadglossarybubble%28%27popups/120.html#F4')http://%20loadglossarybubble%28%27popups/120.html#C5')http://%20loadglossarybubble%28%27popups/120.html#R3')http://%20loadglossarybubble%28%27popups/120.html#F4')http://%20loadglossarybubble%28%27popups/120.html#C5')http://%20loadglossarybubble%28%27popups/120.html#R3')

8/18/2019 c2 Luz y Vision 2016 A

10/10


%odemos concluir &ue<

En la 7ngenier#a de la 7luminación es de gran importancia el problema de lailuminación artificial utilizada en todas las situaciones de nuestra 'ida< en

nuestro !ogar, en el trabao, en las rutas 'iales &ue transitamos con luzartificial, en las distracciones, en fin en nuestras acti'idades diarias, desde &uenos le'antamos !asta cuándo 'amos a descansar.Es decir el dise)o de la iluminación artificial debe au;iliar al aparato 'isual ensu pesada tarea.


c2 Luz y Vision 2016 A

Documents

Transcript of c2 Luz y Vision 2016 A