Lo spettro elettromagnetico spazia dalle onde radio, con lunghezze d'onda di un millimetro o più, ai raggi gamma, con lunghezze d'onda inferiori a un trilionesimo di metro. La luce ultravioletta ha lunghezze d'onda da circa 1 a 400 nanometri (nm), dove un nanometro è 10-9 metri. Luce visibile, o più semplicemente leggero, è la radiazione elettromagnetica nell'intervallo da circa 400 a 750 nm, mentre la luce infrarossa ha lunghezze d'onda da circa 750 a 2500 nm.
Flusso radiante e luminoso di una sorgente luminosa
Come tutte le radiazioni elettromagnetiche, la luce è una forma di energia. Flusso radiante, o potenza, è l'energia totale al secondo emessa da una sorgente. Il flusso radiante è espresso in watt (W) e risulta dall'uscita a tutte le lunghezze d'onda.
A differenza del flusso radiante, il flusso luminoso di una sorgente è la potenza di uscita nelle sole lunghezze d'onda visibili, che esclude le radiazioni ultraviolette e infrarosse. In unità SI, il flusso luminoso è espresso come lumen
(lm) ed è determinato ponderando la potenza di uscita per tenere conto della sensibilità dell'occhio umano alle varie lunghezze d'onda.Ad esempio, una lampadina a incandescenza da 100 W consuma 100 watt di energia elettrica per produrre solo 10 watt di luce visibile. La potenza rimanente diventa 90 watt di luce infrarossa e calore disperso, che sono visivamente inutili. Il flusso radiante include la luce infrarossa e sarebbe vicino a 100 watt. Il flusso luminoso, tuttavia, sarebbe solo i 10 watt di potenza nelle lunghezze d'onda visibili, ponderate per riflettere la risposta dei nostri occhi, per produrre circa 1.600 lumen.
Relazione tra flusso luminoso e Lux
Il flusso luminoso misura come percepiamo la luminosità di una sorgente luminosa. Molte situazioni, tuttavia, richiedono di conoscere la quantità di luce che colpisce un oggetto. Per avere uno spazio di magazzino sicuro con una buona visibilità, un gestore di proprietà deve determinare l'illuminazione a livello del pavimento con un esposimetro. illuminamento è la quantità di flusso luminoso per unità di superficie ed è espressa come lusso (lx) in unità SI. Un lux è un lumen per metro quadrato e quindi misura la percezione umana della luminosità della luce in un dato punto.
Come la luce diminuisce con la distanza
Per una sorgente che risplende ugualmente in direzioni radiali, la quantità di luce su un'area unitaria diminuisce di legge dell'inverso del quadrato. Se una determinata lampadina illumina un punto a 1 metro di distanza, l'illuminamento potrebbe essere di 900 lux. Un punto a 2 metri di distanza sarebbe al doppio della distanza e quindi avrebbe solo 1/22, o un quarto dell'illuminamento, che sarebbe 225 lux. Un punto a 3 metri di distanza sarebbe al triplo della distanza e avrebbe solo 1/33, o un nono della quantità di luce, solo 100 lux.
Se la luce proviene da una sorgente che non è un punto, come ad esempio una lampadina fluorescente tubolare, oppure se la luce è manipolata da lenti, specchi o riflettori, allora la legge dell'inverso del quadrato potrebbe non esserlo applicare.
Procedura di misurazione del lux
L'occhio umano ha la massima sensibilità alla luce nella banda delle lunghezze d'onda verde-giallo, da circa 520 a 580 nm. Questa sensibilità scende a meno del 15% del massimo per il rosso a un'estremità dello spettro e al 10% per il blu all'altra estremità. La maggior parte dei luxmetri utilizza un singolo sensore al silicio con filtri ottici per imitare questo profilo di sensibilità in vari gradi.
Le misurazioni del luxmetro sono generalmente accurate con le luci ad incandescenza perché l'uscita spettrale è molto simile per tutte le sorgenti ad incandescenza. Tuttavia, i molti tipi di LED e luci fluorescenti (a scarica ad alta intensità, a ioduri metallici, al sodio ad alta pressione e luci da ufficio bianco freddo), hanno ciascuno profili spettrali diversi. I luxmetri di alta qualità riproducono fedelmente la risposta visiva dell'occhio e possono misurare con precisione anche queste altre fonti di luce.
I luxmetri che seguono male la curva di sensibilità dell'occhio richiedono un fattore di correzione del colore (CCF) che regoli la misurazione del luxmetro per LED o luci fluorescenti. Pertanto, è necessario conoscere il tipo di luce che si sta misurando e utilizzare il CCF appropriato.
La procedura di misurazione dei lux richiede semplicemente il posizionamento del sensore di un misuratore sulla superficie o sul luogo in cui si desidera misurare la luce incidente. Il sensore deve essere rivolto verso la fonte di luce ad angolo retto. Se il sensore non è perpendicolare alla luce, la misurazione sarà errata, sebbene alcuni luxmetri abbiano una correzione del coseno per tenere conto dell'angolo. I misuratori che richiedono un fattore di correzione del colore possono avere un mezzo per inserire il CCF per regolare il risultato per LED o luci fluorescenti; in caso contrario, dovrai moltiplicare manualmente il lux misurato per il CCF.