Propiedades Fundamentales de la Luz

Longitud de onda

La longitud de onda es la distancia desde un punto determinado de una onda al punto correspondiente de la siguiente onda. Su unidad de medida es el nanómetro (nm).

Frecuencia

La frecuencia es el número de vibraciones en la unidad de tiempo, es decir, el número de ondas que pasan por segundo en un punto dado. Su unidad de medida es el hercio (Hz).

Absorción

Puesto que la energía no puede ser destruida, la aparente «captura» o absorción de la luz por una materia opaca es, en realidad, una conversión de la longitud de onda. La luz absorbida suele convertirse en calor. Junto a la reflexión, se trata de un proceso muy ligado al color. Un objeto es rojo porque refleja la luz roja y absorbe los demás componentes de la luz blanca. Si iluminamos el mismo objeto con luz azul, lo veremos negro porque el cuerpo absorbe esta componente y no refleja ninguna.

Reflexión

Cualquier objeto sin luz propia es observado en virtud de esta característica: los rayos luminosos que le llegan son reflejados en mayor o menor medida selectivamente, según su longitud de onda, o uniformemente, cuando se refleja todo el espectro luminoso.

Tipos de Reflexión:

• Reflexión especular: Reflejada en superficies lisas.
• Reflexión difusa: Superficies irregulares.
• Reflexión mixta: Se refleja en ángulos diferentes pero en la misma dirección general.
• Reflexión cromática y acromática: Se reflejan por igual todas las longitudes de onda.

Refracción

La refracción se produce cuando un rayo de luz es desviado de su trayectoria al atravesar una superficie de separación entre medios diferentes.

Transmisión

En realidad, se puede considerar una doble refracción. Si pensamos en un cristal, la luz sufre una primera refracción al pasar del aire al vidrio, sigue su camino y vuelve a refractarse al pasar de nuevo al aire. Si después de este proceso, los rayos de luz no son desviados de su trayectoria común, se dice que la transmisión es regular.

Según la transmisión, los cuerpos pueden ser:

• Transparentes
• Translúcidos
• Opacos

Dispersión

El fenómeno de la dispersión es un efecto secundario de la refracción, que consiste en el tratamiento separado de las longitudes de onda. El arco iris es el ejemplo clásico de dispersión.

Difracción

Se acostumbra a considerar que la luz se propaga en línea recta y, por lo tanto, se espera que proyecte sombras nítidas. El diafragma, orificio regulador de la cantidad de luz, producirá mayor o menor difracción según esté cerrado o abierto: cuanto más cerrado, mayor porcentaje de luz difractada, lo que afecta negativamente a la nitidez de la imagen.

Polarización

Los filtros polarizadores son dispositivos que permiten obtener luz linealmente polarizada a partir de luz natural.

Magnitudes Fotométricas

Flujo luminoso

Podríamos medirlo en vatios (W), pero parece más sencillo definir una nueva unidad, el lumen, que tome como referencia la radiación visible. El flujo luminoso nos da una idea de la cantidad de luz que emite una fuente de luz en todas las direcciones del espacio. Se define el flujo luminoso como la potencia (W) emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible. Su símbolo es φ y su unidad es el lumen (lm).

Intensidad luminosa

Se conoce así al flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela (cd).

Iluminancia

La cantidad de flujo luminoso que incide sobre un objeto que no emite luz por sí solo. La iluminancia (E) es el flujo luminoso que incide sobre una superficie dividido por el tamaño de dicha superficie. La iluminancia es la magnitud de valoración del nivel de iluminación de una superficie o de una zona espacial. Su unidad de medida es el lux (lx).

Luminancia

Se llama luminancia (L) 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 la cd/m². Es importante saber distinguir entre iluminancia y luminancia. Dos cartulinas, una blanca y otra negra, expuestas a la misma intensidad luminosa tendrán idéntica iluminancia, pero distinta luminancia, ya que el ojo percibirá con mucha más claridad la blanca.

Rendimiento y Temperatura de Color

Rendimiento o Eficiencia Luminosa

Parte de la energía se pierde por calor o en forma de radiación no visible (infrarroja, ultravioleta, etc.). Para hacernos una idea de la porción de energía útil, definimos el rendimiento luminoso o eficiencia luminosa como el cociente entre el flujo luminoso producido y la potencia eléctrica consumida.

Temperatura de Color

La temperatura de color es un indicativo del contenido cromático de una fuente luminosa. Por ejemplo, la luz de las velas. Para medir la temperatura de color se utiliza una escala calibrada en grados Kelvin (K). Una iluminación de alta temperatura de color es «fría» (azulada), en tanto que si es de baja temperatura de color, es «cálida» (rojiza). Cuando se calienta un cuerpo negro se pone primero rojo, luego naranja, etc. Por tanto, la luz del extremo rojo del espectro se dice que tiene una temperatura de color baja, que va subiendo conforme se pasa hacia la región azul del mismo.

El problema de la temperatura de color también puede corregirse con filtros. Estos filtros elevan la temperatura de color de la luz que los atraviesa, en caso de ser azulados, o la disminuyen en caso d ser rojizos o ámbar.

Balance de Blancos

El balance de blancos consiste en indicar a la cámara qué color es exactamente blanco, para que la propia cámara pueda realizar las correcciones oportunas de forma que efectivamente aparezca como tal, con independencia de la temperatura de color de la luz ambiente, ajustando a partir de ese blanco también el resto de colores. El procedimiento se basa en enfocar un blanco patrón (una tarjeta blanca) que cubra totalmente la escena.