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1 Prof. Paolo Zazzini CORSO DI FISICA TCNICA II AA 2009/10 ILLUMINOTECNICA Lezione n° 2: Grandezze fotometriche fondamentali.

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1 1 Prof. Paolo Zazzini CORSO DI FISICA TCNICA II AA 2009/10 ILLUMINOTECNICA Lezione n° 2: Grandezze fotometriche fondamentali 1

2 2 FENOMENO DELLA VISIONE Determinato da fattori oggettivi: Intensità della radiazione incidente nellocchio e soggettivi: Sensibilità dellocchio alle radiazioni visibili CAPACITA VISIVE La radiazione visiva incide sulla CORNEA (membrana trasparente) La lente elastica retrostante (CRISTALLINO) modifica il raggio di curvatura mettendo a fuoco limmagine Sulla retina si produce una immagine rovesciata che viene inviata al cervello dove viene raddrizzata Le radiazioni incidenti sulla cornea vengono rifratte verso la RETINA dove si trovano i fotoricettori concentrati nella FOVEA Corso di Fisica Tecnica II – Prof. Paolo ZAZZINI AA 2009/10

3 3 I BASTONCELLI (120 x 10 6 ) più numerosi e più sensibili Responsabili della visione notturna (SCOTOPICA) caratterizzata da valori molto bassi dellenergia luminosa I CONI (6 x 10 6 ) molto meno numerosi e meno sensibili Responsabili della visione diurna (FOTOPICA) caratterizzata da valori molto più elevati dellenergia luminosa La percezione dei colori è possibile solo con la visione FOTOPICA La ricezione dellimmagine da parte di coni e bastoncelli avviene per scomposizione chimica in conseguenza della quale impulsi nervosi vengono inviati al cervello I centri encefalici preposti decodificano il messaggio ricevuto interpretandolo e raddrizzando limmagine I CONI sono di tre tipi: ROSSI, VERDI, BLUE detti colori primari fondamentali Ciascuna tipologia contiene fotopigmenti sensibili a diverse lunghezze donda I fotoricettori sono CONI e BASTONCELLI, 126 x 10 6 cellule nervose sensibili alla luce Corso di Fisica Tecnica II – Prof. Paolo ZAZZINI AA 2009/10

4 4 Locchio umano è sensibile alla potenza radiante entrante e non allenergia come una pellicola fotografica Un fascio luminoso entrante su una pellicola la impressiona in funzione dellapertura dellobiettivo e del tempo di esposizione (energia) Al contrario locchio rimane costantemente allo stesso grado di sensibilità che ha allistante iniziale della percezione visiva Sensibilità dellocchio funzione della lunghezza donda QUALITATIVA: consente di distinguere le tonalità cromatiche delle varie radiazioni QUANTITATIVA: comporta una reazione più o meno intensa alle varie lunghezze donda Per avere la stessa sensazione visiva sono necessarie potenze radianti diverse alle incidente m v( ) Fotopica Scotopica Corso di Fisica Tecnica II – Prof. Paolo ZAZZINI AA 2009/10 La sensibilità è MASSIMA al centro dello spettro (555 nm in visione fotopica e 510 nm in visione scotopica ) e minima ai lati VISIBILITA V( ) Massima al centro e minima ai lati serve a misurare la capacità visiva dellocchio Coefficiente di VISIBILITA v( ) = V( ) /V max Varia da 0 (a 380 e 780 nm) a 1 (al centro dello spettro)

5 5 Corso di Fisica Tecnica II – Prof. Paolo ZAZZINI AA 2009/10 FLUSSO LUMINOSO Potenza radiante emessa da una sorgente pesata con la curva di visibilità per tenere conto della risposta dellocchio umano e della composizione spettrale della radiazione. Si misura in lumen (lm). Flusso monocromatico emesso per = 555 nm v( = 555 nm) = 1 con Flusso monocromatico emesso alla generica lunghezza donda Flusso con distribuzione continua della potenza radiante tra 1 e 2 : Campo di emissione esteso allintero campo di visibilità (380 ÷ 780 nm):

6 6 INTENSITA LUMINOSA Corso di Fisica Tecnica II – Prof. Paolo ZAZZINI AA 2009/10 Determina la distribuzione spaziale del flusso luminoso nelle varie direzioni Hp: sorgente puntiforme Intensità luminosa: rapporto tra il flusso luminoso infinitesimo e langolo solido allinterno del quale tale flusso è contenuto nella generica direzione intorno alla sorgente stessa. S dS r Detta anche densità spaziale angolare del flusso luminoso. E utile per determinare le direzioni in cui la sorgente emette in modo prevalente ed individuare le superfici o porzioni di superfici illuminate in modo più accentuato Si misura in lm/sr = candele (cd) Radiante (rad): angolo piano al centro di una circonferenza sotteso da un arco di lunghezza pari al raggio Steradiante (sr): angolo solido al centro di una sfera sotteso da una superficie di area paria r 2

7 7 SOLIDO FOTOMETRICO rappresentazione vettoriale delle intensità luminose nelle varie direzioni intorno alla sorgente - ripartizione spaziale del flusso luminoso. CURVA FOTOMETRICA sezione piana del solido fotometrico Corso di Fisica Tecnica II – Prof. Paolo ZAZZINI AA 2009/10 Solido fotometrico di una lampada ad incandescenza in coordinate polari Angolo: direzione di emissione; Lunghezza del raggio: valore dellintensità in candele. Unica curva per sorgenti ad emissione assialsimmetrica Due o più curve in direzioni notevoli (es. longitudinale e trasversale) per sorgenti ad emissione asimmetrica Di solito la curva fotometrica fornisce valori in cd/klm poiché la stessa sorgente può ospitare lampade di diversa potenza che emettono un flusso diverso

8 8 Calcolo del flusso emesso dalla sorgente in funzione dellintensità luminosa: Emissione nellintero spazio che circonda la sorgente: Intensità luminosa costante in tutte le direzioni nellintero spazio intorno alla sorgente: Intensità luminosa costante in tutte le direzioni allinterno dellangolo solido : Da cui: il lumen può essere definito come il flusso luminoso emesso da una sorgente di intensità luminosa uniforme e unitaria in un angolo solido di 1 sr. Corso di Fisica Tecnica II – Prof. Paolo ZAZZINI AA 2009/10


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