Para poder ver es necesaria la presencia de luz, que es una forma de energía electromagnética radiante. Como es una onda, depende de tres aspectos principales: la longitud, la amplitud y la frecuencia. La longitud de onda es la distancia que existe entre el punto más alto de la onda y el punto más alto de la siguiente onda. La amplitud es la distancia que hay entre el punto intermedio de la onda y la parte más alta. La frecuencia es la cantidad de ondas completas que pasan en un tiempo determinado.
El espectro electromagnético de la luz visible va desde los 380 a los 770 nanómetros (nm), dependiendo de la longitud de onda será el color de la misma. La luz visible que tiene la longitud de onda más corta produce la sensación de color violeta y las ondas visibles con longitud más larga se aprecian en color rojo, entre estos dos extremos se encuentra el resto de los colores.
No todas las fuentes de luz emiten radiaciones de todo el espectro visible, es decir, algunas no emiten radiaciones en color verde o azul, otras no emiten radiaciones en rojo.
La temperatura del color se refiere a la comparación que se hace de una fuente de luz específica en el espectro luminoso con la luz que emitiría un “cuerpo negro” calentado a cierta temperatura; se mide en grados Kelvin (K) y describe en forma genérica la calidez o frialdad producida por la fuente de luz. Una temperatura de color baja indica una fuente cálida que enfatiza los rojos, los naranjas y los amarillos; una temperatura de color más alta designa una fuente fría que enfatiza los azules y los verdes.
El término de temperatura del color es tan solo una medida del color de la luz y se toma del hecho de que al calentar una barra de fierro dulce, éste va cambiando de color según la temperatura que adquiera. Por ejemplo, al llegar a los 2700 K (grados Kelvin) la barra emite una luz del mismo color que emite un foco común, con un tono amarillento. Si continuamos calentando la barra por arriba de los 3200 K obtendremos un tono de luz como el de una lámpara de cuarzo. Si la temperatura aumenta todavía más, hasta los 5500 K, obtendremos el mismo tono que la luz que emite un flash. Este tono de luz es similar a la luz del mediodía. Dicho de otro modo, una llama de color azul tiene más temperatura que una de color rojizo.
La luz se desplaza por el espacio en línea recta a menos que se redireccione por un medio reflectante, refractante o difusor, y las ondas luminosas de diferentes colores no se alteran a su paso unas a otras, es decir, un rayo de luz roja pasa directamente a través de otro de luz azul sin cambiar de dirección ni de color. Debemos recordar que la luz es invisible a su paso por el espacio, a menos que algún objeto la refleje y la disperse en dirección del ojo como partículas de polvo.
Ver también: Alumbrado: 4 factores que influyen en la visión
La luz no se puede medir por su peso o volumen porque no es materia, y aunque sea una forma de energía y la energía se mida en joules (J) en el sistema internacional, no podemos medirla tampoco así dado que no toda la energía ni toda la luz que emite una fuente llega al ojo produciendo una sensación luminosa. Es por eso que se han definido unidades nuevas para su medición y manejo.
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1. Flujo luminoso
Es la cantidad que emite una fuente luminosa por unidad de tiempo. Su símbolo es ɸ y su unidad es el lumen (lm). A la relación entre watts y lúmenes se le llama equivalente luminoso de la energía.
Para darnos una idea podemos considerar una bombilla de 25 W y otra de 60 W. Pareciera que la de 60 W dará una luz más intensa, pero cuando hablamos de 25 ó 60 W nos referimos sólo a la potencia consumida por la bombilla, de ésta sólo una parte se convertirá en luz visible y éste es el flujo luminoso. El lumen es en realidad la medida que toma como referencia la radiación visible.
2. Intensidad luminosa
Es el flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela (cd). El flujo luminoso nos da una idea de la cantidad de luz que emite una fuente en todas las direcciones del espacio. Por el contrario, si pensamos en un proyector es fácil ver que sólo ilumina en una dirección.
3. Iluminación
Un buen ejemplo de lo que es la iluminación lo tenemos cuando iluminamos una superficie como la de un muro desde diferentes distancias con una lámpara; cuando la ponemos de cerca observamos un círculo pequeño de luz intensa, de manera contraria, cuando alejamos la lámpara, el círculo crece y la intensidad es débil. Se define a la iluminación (también conocida como iluminancia)como el flujo luminoso recibido por una superficie. Su símbolo es E y su unidad el lux (lx) que es un lm/m2. Existe también otra unidad, la bujía-pie o foot-candle (fc), utilizada en países de habla inglesa cuya relación con el lux es:
1 fc = 10.7 lx 1 lx = 0.1 fc
4. Luminancia
En el número anterior vimos que la luminancia trataba del la cantidad de luz que llegaba la ojo. La definición es la misma tanto en el caso que veamos un foco luminoso como en el que veamos luz reflejada procedente de un cuerpo. Se llama luminancia a la relación entre la intensidad luminosa y la superficie aparente vista por el ojo en una dirección determinada. Su símbolo es L y su unidad es Stilb (cd/m2) o Lambert (lm/cm2).
5. Eficiencia luminosa
Es el resultado de dividir el flujo luminoso producido por una fuente de luz entre la potencia eléctrica consumida. Mientras mayor sea la eficiencia luminosa se consumirá menos energía por razón de flujo luminoso. Su unidad es el lumen por watt (lm/W)
Es importante considerar que cuando un rayo de luz incide en una superficie, éste es reflejado y esta reflexión puede ser de varios tipos:
El factor de reflexión (o reflectancia) es la relación entre la luz reflejada por una superficie y la luz incidente en ella. Puede variar de acuerdo con la dirección y naturaleza de la luz incidente. La reflexión especular aumenta con el ángulo de incidencia.
En el caso de que la superficie donde incide la luz sea transparente o translúcida, los rayos de luz pasan a través de ella y a este efecto se le llama transmisión. El grado de difusión de los rayos depende del tipo de densidad del material.
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