| Lux | ||
|---|---|---|
| Estándar | Unidades derivadas del Sistema Internacional | |
| Magnitud | Emitancia luminosa | |
| Símbolo | lx | |
| Equivalencias | ||
| Unidades básicas del Sistema Internacional | 1 lx = 1 lm/m² = 1 cd sr/m² | |
El lux (símbolo: lx) es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la iluminancia o nivel de iluminación.[1][2] Equivale a un lumen/m². Se usa en la fotometría como medida de la iluminancia, tomando en cuenta las diferentes longitudes de onda según la función de luminosidad, un modelo estándar de la sensibilidad del ojo humano a la luz.
Explicación
El lux es una unidad derivada, basada en el lumen, que a su vez es una unidad derivada basada en la candela.
Un lux equivale a un lumen por metro cuadrado, mientras que un lumen equivale a una candela x estereorradián. El flujo luminoso total de una fuente de una candela equivale a lúmenes (puesto que una esfera comprende estereorradianes).
La siguiente tabla muestra unos valores orientativos del nivel de iluminación que se puede medir, en un plano horizontal a unos 0,70 m del suelo, en diferentes situaciones.
| Iluminancia | Abr. | Ejemplo |
|---|---|---|
| 0,000008 lux | 8 µlx. | Luz de la estrella Sirio (Vista desde la tierra) |
| 0,0001 lux | 100 µlx. | Cielo nocturno nublado, luna nueva[3] |
| 0,001 lux | 1 mlx. | Cielo nocturno despejado, luna nueva |
| 0,01 lux | 10 mlx. | Cielo nocturno despejado, cuarto creciente o menguante |
| 0,25 lux | 250 mlx. | Luna llena en una noche despejada[4] |
| 1 lux | 1 lx. | Luna llena a gran altitud en latitudes tropicales[5] |
| 3 lux | 3 lx. | Límite oscuro del crepúsculo bajo un cielo despejado[6] |
| 100 lux | 1 hlx. | Pasillo en una zona de paso[3] |
| 300 lux | 3 hlx. | Sala de reuniones[7][8][9][10] |
| 500 lux | 5 hlx. | Oficina bien iluminada |
| 600 lux | 6 hlx. | Salida o puesta de sol en un día despejado. |
| 1000 lux | 1 klx. | Iluminación habitual en un estudio de televisión[3] |
| 32.000 lux | 32 klx. | Luz solar en un día medio (mín.)[3] |
| 100.000 lux | 100 klx. | Luz solar en un día medio (máx.) |
Lux y lumen
La diferencia entre el lux y el lumen consiste en que el lux toma en cuenta la superficie sobre la que el flujo luminoso se distribuye. 1000 lúmenes, concentrados sobre un metro cuadrado, iluminan esa superficie con 1000 lux. Los mismos mil lúmenes, distribuidos sobre 10 metros cuadrados, producen una iluminancia de sólo 100 lux. En otras palabras, iluminar una área mayor al mismo nivel de lux requiere de un número mayor de lúmenes.
Relación entre iluminancia e irradiancia
Como todas las unidades fotométricas, el lux tiene una unidad radiométrica correspondiente. La diferencia entre unidades fotométricas y radiométricas consiste en que las segundas se basan en la potencia física, con todas las longitudes de onda medidas por igual, mientras que las unidades fotométricas toman en cuenta el hecho de que el ojo (humano) es más sensible a unas longitudes de onda que a otras, por lo que cada longitud de onda tiene un peso diferente en su cálculo. El factor que determina el peso de cada longitud de onda es la función de luminosidad.
Un lux es un lumen/metro2, y la unidad radiométrica correspondiente, que mide la irradiancia, es el vatio por metro cuadrado (W/m²). No hay una fórmula de conversión entre lux y W/m²; existe un factor de conversión diferente para cada longitud de onda, y no es posible realizar la conversión a menos que se conozca la composición espectral de la luz en cuestión.
El valor máximo de la función de luminosidad se encuentra en los 555 nm (correspondiente al color verde); el ojo es más sensible a la luz de esta longitud de onda que a ninguna otra. En el caso de luz monocromática de esta longitud de onda, la irradiancia necesaria para producir un lux es la mínima: 1,464 mW/m². Es decir, en esta longitud de onda se obtienen 683,002 lux por W/m² (o lúmenes por vatio). Otras longitudes de onda de luz visible producen menos lúmenes por vatio. La función de luminosidad cae a cero para las longitudes de onda fuera del espectro visible.
Para una fuente de luz con diversas longitudes de onda, el número de lúmenes por vatio se puede calcular usando la función de luminosidad. Para que una luz sea razonablemente blanca, se requiere una mezcla de luz verde con abundancia de luz roja y azul, a las que el ojo es mucho menos sensible. Esto implica que la luz blanca (o blanquecina) produce mucho menos de los 683 lúmenes por vatio que constituyen el máximo teórico. La relación entre el número real de lúmenes por vatio y el máximo teórico se expresa como un porcentaje que recibe el nombre de eficacia luminosa. Por ejemplo, una bombilla común suele presentar una eficiencia luminosa de tan sólo el 2%.
En realidad, cada persona presenta una variación propia de función luminosa. No obstante, las unidades fotométricas se definen con gran precisión, basándose en una función de luminosidad estándar obtenida de la medición de muchos sujetos.
Uso en especificaciones de videocámaras
Las especificaciones de videocámaras suelen incluir un nivel mínimo de iluminancia en lux, a partir del cual la cámara puede grabar una imagen satisfactoria. Una videocámara con buenas características de grabación en condiciones de luz escasa tendrá un valor bajo de lux. Las cámaras fotográficas no usan esta especificación, porque en condiciones de poca luz pueden tomar fotografías simplemente usando mayores tiempos de exposición, cosa que las videocámaras no pueden hacer, puesto que el tiempo de exposición viene determinado por las imágenes por segundo que deben registrar.
Unidades de fotometría del Sistema Internacional
| Magnitud | Símbolo | Unidad | Símbolo | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Energía lumínica | Qv | lumen segundo | lm·s | A veces se usa la denominación talbot, ajena al Sistema Internacional. |
| Flujo luminoso | Φv, F | lumen (= cd·sr) | lm | Medida de la potencia luminosa. |
| Intensidad luminosa | Iv | candela (= lm/sr) | cd | Es una medida de la intensidad luminosa. |
| Luminancia | Lv | candela por metro cuadrado | cd/m2 | A veces se usa la denominación nit, ajena al Sistema Internacional. |
| Iluminancia | Ev | lux (= lm/m2) | lx | Usado para medir la incidencia de la luz sobre una superficie. |
| Emitancia luminosa | Mv | lux (= lm/m2) | lx | Usado para medir la luz emitida por una superficie. |
| Exposición luminosa | Hv | lux segundo | lx·s | Iluminancia integrada en el tiempo. |
| Eficacia luminosa de la radiación | K | lumen por vatio | lm/W | Razón entre flujo luminoso y flujo radiante. |
| Eficacia luminosa de una fuente | η | lumen por vatio | lm/W | Razón entre flujo luminoso y potencia eléctrica consumida. |
Unidades de iluminancia no pertenecientes al SI
La unidad correspondiente en las unidades tradicionales inglesas y americanas es el pie-candela. Un pie-candela equivale aproximadamente a 10,764 lx. Dado que un pie-candela es la iluminancia proyectada sobre una superficie por una fuente de una candela a un pie de distancia, un lux podría considerarse como un "metro-candela", aunque se desaconseja este término porque no se ajusta a los estándares SI para nombres de unidades.
Un phot (ph) equivale a 10 kilolux (10 klx).
Un nox (nx) equivale a 1 mililux (1 mlx) en un color de luz de 2042 K o 2046 K (anteriormente 2360 K).[11] [12][13] [14]
En astronomía, la magnitud aparente es una medida de la iluminancia de una estrella en la atmósfera terrestre. Una estrella con magnitud aparente 0 tiene 2,54 microlux fuera de la atmósfera terrestre y el 82% de esa cantidad (2,08 microlux) bajo cielos despejados.[15] Una estrella de magnitud 6 (apenas visible en buenas condiciones) tendría 8,3 nanolux. Una vela estándar (una candela) a un kilómetro de distancia proporcionaría una iluminancia de 1 microlux, aproximadamente lo mismo que una estrella de magnitud 1.
Véase también
Referencias
- ↑ SI Derived Units, National Institute of Standards and Technology.
- ↑ «Lux». Lighting / Radiation, quantities and units. International Electrotechnical Commission. 1987. Consultado el 30 de noviembre de 2019.
- ↑ a b c d Schlyter, Paul (1997–2009). «Radiometry and photometry in astronomy».
La iluminancia de la luz de las estrellas coincide con la iluminancia mínima del ojo humano, mientras que la luz de la luna coincide con la iluminancia mínima de la visión del color del ojo humano. (IEE Reviews, 1972, page 1183). - ↑ «Sistema de referencia Petzl para el rendimiento luminoso» (en inglés). Archivado desde el original el 20 de junio de 2008. Consultado el 24 de abril de 2007.
- ↑ Bunning, Erwin; Moser, Ilse (Apr. de 1969). «Interference of moonlight with the photoperiodic measurement of time by plants, and their adaptive reaction». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 62 (4): 1018-1022. doi:10.1073/pnas.62.4.1018. Consultado el 10 de noviembre de 2006.
- ↑ «Electro-Optics Handbook» (pdf). burle.com. pp. p. 63. Archivado desde el original el 20 de diciembre de 2008. Consultado el 15 de mayo de 2008.
- ↑ Pears, Alan (June 1998). Chapter 7: Appliance technologies and scope for emission reduction. «Strategic Study of Household Energy and Greenhouse Issues». Sustainable Solutions Pty Ltd (Department of Industry and Science, Commonwealth of Australia). p. 61. Archivado desde el original el 2 de marzo de 2011. Consultado el 26 de junio de 2008.
- ↑ «How to use a lux meter (Australian recommendation)». Sustainability Victoria. April 2010. Archivado desde el original el 7 de julio de 2011.
- ↑ «Illumination. - 1926.56». Regulations (Standards - 29 CFR). Occupational Safety and Health Administration, US Dept. of Labor. Archivado desde el original el 8 de mayo de 2009.
- ↑ European law UNI EN 12464
- ↑ Lohse, Bernhard; Stille, Ulrich (19 de agosto de 1947). «Einführung und Bestimmung des Lichtäquivalents». Escrito en Braunschweig, Germany. En Deutsche Physikalische Gesellschaft, ed. Zeitschrift für Physik (en alemán) (Berlin / Göttingen / Heidelberg, Germany: Springer-Verlag) 125 (1–3): 133-158. Bibcode:1948ZPhy..125..133L. ISSN 0044-3328. S2CID 125512557. doi:10.1007/BF01337623. Consultado el 19 de marzo de 2023.
- ↑ Westphal, Wilhelm Heinrich (1952). «Nox, Dunkelleuchtdichte, Skot». En Westphal, Wilhelm H., ed. Physikalisches Wörterbuch (en alemán) (1 edición). Berlin / Göttingen / Heidelberg, Germany: Springer-Verlag OHG. pp. 125, 271, 389. ISBN 978-3-662-12707-0. doi:10.1007/978-3-662-12706-3. Consultado el 16 de marzo de 2023. «Nox, abgek[ürzt] nx, Einheit der Dunkelbeleuchtungsstärke (Dunkelleuchtdichte), welche für zahlenmäßige Angaben und zum Anschluß der Dunkelbeleuchtungsstärke an die normale Beleuchtungsstärke 1940 von der de geschaffen wurde. Bezüglich der Farbtemperatur der Strahlung und des Anschlusses von Zahlenwerten der Beleuchtungsstärke E und der Dunkelbeleuchtungsstärke E gelten analog die gleichen Festlegungen wie bei der Dunkelleuchtdichte und dem Skot (sk). Für eine Strahlung der Farbtemperatur T1 = 2360 K gilt: 1 nx = 10−3 lx (Lux). Für eine beliebige Strahlung bekannter spektraler Strahlungsleistung S1 lautet die Verknüpfungsbeziehung zwischen in 10−3 lx gemessenem Zahlenwert {E} der Beleuchtungsstärke und in nx gemessenem Zahlenwert {E} der Dunkelbeleuchtungsstärke: {E}nx = (2,161 ± 0,001) · {E}10−3 lx · ∫ Sλ Vλ,W dλ / ∫ Sλ Vλ dλ, wobei Vλ die relative spektrale Hellempfindlichkeit und Vλ,W die relative spektrale Dämmerungsempfindlichkeit des menschlichen Auges nach Weaver (Lohse Stille 1948) bedeuten. [...] Dunkelleuchtdichte. [...] Ist das Auge dunkeladaptiert, d.h. einer Leuchtdichte von weniger als 0,01 apostilb ausgesetzt, so gilt infolge des Purkinje effect Purkinje-Phänomens (Purkinje effect) eine von der spektralen Hellempfindlichkeitskurve abweichende, nach dem kurzwelligen Ende des Spektrums hin verschobene Empfindlichkeitskurve des Auges, die Stäbchenkurve des Dämmerungssehens (Scotopic vision). Unter Zugrundelegung dieser Empfindlichkeitskurve hat man 1940 in Deutschland die Dunkelleuchtdichte mit der Einheit Skot (sk) so festgesetzt, daß bei einem Licht der Farbtemperatur 2360 °K 1 sk = 10−3 asb gilt. 1948 ist von der Internationalen Beleuchtungskommission (IBK) die Bezugstemperatur auf 2046 K, die Erstarrungstemperatur des Platins, festgesetzt worden. Die Bezeichnung Skot wurde von der IBK nicht übernommen, dafür soll "skotopisches Stilb" gesagt werden. Als höchstzulässiger Grenzwert für die Dunkelleuchtdichte ist in Deutschland 10 Skot festgesetzt worden, um eine Verwendung der Dunkelleuchtdichte im Gebiet des gemischten Zapfen (Photopic vision)- und Stäbchensehens zu vermeiden, da in diesem Bereich die photometrischen Maßgrößen wegen der allmählich gleitenden Augenempfindlichkeitskurve ihren Sinn verlieren («Nox, abreviado nx, unidad de iluminancia oscura (luminancia oscura), que fue creada por el de en 1940 para información numérica y para conectar la iluminancia oscura con la iluminancia normal. En cuanto a la temperatura de color de la radiación y la conexión de los valores numéricos de la iluminancia E y la iluminancia oscura E, se aplican las mismas especificaciones que para la iluminancia oscura y el Skot (sk). Para radiación con una temperatura de color de T1 = 2360 K se aplica lo siguiente: 1 nx = 10−3 lx (Lux). Para cualquier radiación de potencia de radiación espectral conocida S1, la relación entre el valor numérico {E} de la iluminancia medida en 10−3 lx y el valor numérico {E} de la iluminancia oscura medida en nx es: {E}nx = ( 2,161 ± 0,001) · {E}10 −3 lx · ∫ Sλ Vλ,W dλ / ∫ Sλ Vλ dλ, donde Vλ es la sensibilidad espectral relativa al brillo y Vλ,W es la sensibilidad espectral relativa al crepúsculo del ojo humano según Weaver. [...] luminosidad oscura. [...] Si el ojo está adaptado a la oscuridad, es decir, expuesto a una luminancia inferior a 0,01 asb, entonces, como resultado del fenómeno de Purkinje, se forma una curva de sensibilidad del ojo que se desvía de la curva de sensibilidad a la luz espectral y se desplaza. hacia el extremo del espectro de onda corta, la curva de bastón, se aplica a la visión crepuscular. Basándose en esta curva de sensibilidad, en Alemania se fijó en 1940 la luminancia oscura con la unidad Skot (sk), de modo que para luz con una temperatura de color de 2360 °K se aplica 1 sk = 10−3 asb. En 1948, la Comisión Internacional de Iluminación (IBK) fijó la temperatura de referencia en 2046 K, la temperatura de solidificación del platino. El nombre Skot no fue adoptado por la IBK, sino que debería llamarse “scotopic Stilb”. En Alemania se ha fijado 10 skot como límite máximo permitido para la luminancia oscura para evitar el uso de luminancia oscura en el área de visión mixta de conos y bastones, ya que en esta área las mediciones fotométricas pierden su significado debido al deslizamiento gradual. Curva de sensibilidad ocular).»
- ↑ Grimsehl, Ernst; Schallreuter, Walter (1988, 1976). «1. Licht: 1.4. Photometrie: 1.4.1. Grundbegriffe». En Haferkorn, Heinz, ed. Lehrbuch der Physik: Optik (en alemán) 3 (19 edición). Leipzig, Germany: BSB BG Teubner Verlagsgesellschaft. pp. 33–38 [37–38]. ISBN 978-3-322-96432-8. doi:10.1007/978-3-322-96431-1. Order No. 6666211, VLN 294-375/84/88, LSV 1164. Consultado el 16 de marzo de 2023. «Dunkelsehen [...] Für das Dunkelsehen, bei dem nur die Stäbchen (Rod cell) angeregt werden, definiert man die Dunkelleuchtdichte mit der Einheit Skot (sk) und die Dunkelbeleuchtungsstärke mit der Einheit Nox (nx). Die Umrechnungsfaktoren zwischen den Hell- und Dunkelgrößen hängen von der spektralen Zusammensetzung des Lichtes ab. Sie werden deshalb für die Farbtemperatur 2042 K (früher 2360 K) festgelegt. Bei dieser ist 1 sk = 10−3 asb und 1 nx = 10−3 lx. («Visión en la oscuridad [...] Para la visión en la oscuridad, en la que sólo se estimulan los bastones, la luminancia en la oscuridad se define con la unidad Skot (sk) y la iluminancia en la oscuridad con la unidad Nox (nx). Los factores de conversión entre las cantidades de luz y oscuridad dependen de la composición espectral de la luz. Por ello están ajustados para una temperatura de color de 2042 K (antes 2360 K). En este caso, 1 sk = 10−3 asb y 1 nx = 10−3 lx.»)».
- ↑ Keplinger, Thomas (29 de marzo de 2021). «1939 bis 1945 – Im Keller glüht das Lumogen». Worte im Dunkel (en alemán austríaco). Vienna, Austria. Archivado desde el original el 16 de marzo de 2023. Consultado el 16 de marzo de 2023. «Skot und Nox [...] Interessant ist in diesem Zusammenhang die Einführung neuer Messeinheiten. Die Voraussetzungen der Forschung beziehungsweise die Erfordernisse an die Leuchtfarben unterschieden sich so stark von allen bis dahin erforschten Gebieten, dass die Deutsche Lichttechnische Gesellschaft (German Lighting Society) 1940 eigene Einheiten ins Leben rief: Die Dunkelleuchtdichte wurde in Skot und die Dunkelbeleuchtungsstärke in Nox gemessen.(Westphal, 1952) Diese Einheiten grenzten an die bereits bestehenden Größen der Leuchtdichte und Beleuchtungsstärke an und dienten der zahlenmäßigen Erfassung geringster Lichtwerte. So entsprach etwa ein Nox 10−3 Lux. (Skot y Nox [...] En este contexto resulta interesante la introducción de nuevas unidades de medida. Los requisitos previos para la investigación y los requisitos para los colores luminosos diferían tanto de todos los campos investigados hasta ese momento que la Sociedad Alemana de Tecnología de Iluminación creó sus unidades propias en 1940: La luminancia oscura se midió en Skot y la iluminancia oscura en Nox.(Westphal, 1952) Estas unidades lindaban con los tamaños ya existentes del luminancia e iluminancia y se utilizaron para registrar numéricamente los valores de luz más bajos. Por ejemplo, un Nox correspondía a 10−3 Lux.)».
- ↑ Schlyter, Section 7.
Enlaces externos
- FAQ de radiometría y fotometría FAQ de la página de Radiometría del Profesor Jim Palmer, (Universidad de Arizona) (en inglés).
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Datos: Q179836