Princip. de la conduc. de luz
La tarea más importante de la luminaria consiste en la conducción del flujo luminoso de la lámpara. Al mismo tiempo se pretende obtener una distribución luminosa acorde con las tareas correspondientes, y el mejor aprovechamiento posible de la energía utilizada.
Un paso importante hacia una conducción de luz dirigida y eficiente se dio con la introducción de las lámparas reflectoras y PAR. En este caso la luz se enfoca por reflectores integrados en la lámpara, pudiéndose de este modo conducir en la dirección deseada con unos ángulos definidos de irradiación. La exigencia de una conducción de luz diferenciada, mayores rendimientos ópticos de las luminarias y mayor ausencia de deslumbramientos, llevó al desplazamiento del reflector de la lámpara a la luminaria. De este modo, se da la posibilidad de construir luminarias que están específicamente adaptadas a las exigencias de la fuente de luz utilizada y la correspondiente misión.
Reflexión
Distribución de intensidad luminosa I con reflexión difusa
Distribución de luminancia L con reflexión difusa. La distribución de luminancia es igual desde todos los ángulos visuales.
Distribución de intensidad luminosa I con reflexión mezclada
Distribución de intensidad luminosa I con reflexión brillante
Dispersión
En la reflexión se refleja total o parcialmente la luz que incide sobre un cuerpo según la reflectancia del mismo. Además de la reflectancia, en la reflexión también desempeña un papel el grado de dispersión de la luz reflejada. En superficies brillantes no se produce ninguna dispersión; en este caso se habla de una reflexión especular. Cuanto mayor es la capacidad de dispersión de la superficie reflectante, menor es el reflejo de la parte de la luz dirigida, hasta que con la reflexión difusa uniforme ya sólo se emite luz difusa.
Reflexión brillante de rayos de luz que inciden en paralelo sobre superficies planas (recorrido óptico paralelo)
Superficie cóncava
(recorrido óptico convergente)
Superficie convexa
(recorrido óptico divergente)
Formas de superficies
La reflexión es de importancia decisiva para la construcción de luminarias; posibilita, a través de adecuados contornos de los reflectores y las superficies, una conducción precisa de la luz, siendo responsable del rendimiento de la luminaria.
Transmisión
Distribución de intensidad luminosa I con transmisión difusa
Distribución de luminancia L con transmisión difusa. Es igual desde todos los ángulos visuales.
Distribución de intensidad luminosa I con transmisión mezclada
Distribución de intensidad luminosa con transmisión regular a través de material claro
En la transmisión se transmite total o parcialmente la luz que incide sobre un cuerpo y según la transmitancia de este cuerpo. Adicionalmente, también desempeña un papel el grado de dispersión de la luz transmitida. En materiales completamente transparentes no se produce ninguna dispersión. Con creciente capacidad de dispersión disminuye cada vez más la parte regular de luz transmitida, hasta que ya sólo en la dispersión completa se entrega luz difusa. Materiales transmisores en luminarias pueden ser transparentes. Esto es válido para sencillos cristales como cierre de la luminaria, así como para filtros, que absorben determinadas zonas espectrales, pero que transmiten las restantes, proporcionando de este modo luz en colores o una disminución de los UV y parte infrarroja, respectivamente. Ocasionalmente también se utilizan materiales dispersores - por ejemplo, vidrio o material plástico opalino - como cierre de luminaria, para evitar de este modo efectos de deslumbramiento mediante la reducción de luminancia de la lámpara.
Absorción
La luz que incide sobre un cuerpo es absorbida total o parcialmente según la absorbencia de este cuerpo. En la construcción de luminarias se aprovecha sobre todo la absorción para el apantallamiento de fuentes de luz; para lograr confort visual es imprescindible. No obstante, la absorción resulta por principio en un efecto no deseado, debido a que no conduce la luz sino que la destruye y de este modo reduce el rendimiento de la luminaria. Típicos elementos de luminarias absorbentes son diafragmas ranurados negros, cilindros, viseras y rejillas de apantallamiento de diferentes formas.
Refracción
Los rayos de luz son desviados en la transición de un medio con el índice de refracción n1 a un medio más denso con el índice de refracción n2 hacia el plano de incidencia. (ε1> ε2). Para la transición de aire a vidrio resulta de modo aproximado n2/n1=1,5.
En el paso por un medio de otra densidad, se trasladan los rayos de luz en paralelo.
Introducción
Cuando los rayos de luz penetran en un medio transmisor de densidad variable - como por ejemplo del aire a un vidrio o del vidrio al aire - se produce la refracción, es decir, se modifica su dirección. En el caso de cuerpos con superficies paralelas se da sólo un desplazamiento paralelo de la luz, en el caso de prismas y lentes, en cambio, se producen efectos ópticos, que alcanzan desde la simple variación angular hasta el enfoque y dispersión de luz hacia la imagen óptica. En la construcción de luminarias se utilizan elementos refractores como prismas o lentes, a menudo en combinación con reflectores para una conducción precisa de la luz.
Prismas y lentes
Típico camino óptico de luz que incide en paralelo al pasar por una rejilla prismática asimétrica (arriba, izda.), rejilla prismática simétrica (arriba, dcha.), lentes Fresnel (abajo, izda.) y lentes condensadoras (abajo, dcha.)
Índice de refracción
Para la transición de un rayo de luz desde un medio con el índice de refracción n2 hacia un medio de menor densidad con el índice de refracción n1 existe un ángulo límite εG. Si se sobrepasa el ángulo límite, el rayo de luz es reflejado en el medio más denso (reflexión total). Para la transición de vidrio a aire resulta de modo aproximado εG = 42°. La reflexión total es técnicamente útil, por ejemplo, en conductores de luz (dcha.).
Interferencia
Se denomina interferencia la mutua amplificación o atenuación en la superposición de ondas. Los efectos de interferencia se utilizan luminotécnicamente cuando la luz incide sobre capas muy delgadas, que conducen a que determinadas zonas de frecuencia sean reflejadas, pero otras transmitidas. Mediante una sucesión de capas de solidez y espesor adecuados, se puede producir una capacidad de reflexión selectiva para determinadas zonas de frecuencia, de modo que - como en las lámparas de haz frío - se refleja luz visible, pero la radiación infrarroja es transmitida. De este modo también se pueden fabricar reflectores y filtros para la creación de luz de colores. Los filtros de interferencia, los llamados filtros de bordes, disponen de una transmitancia muy elevada, y de una separación especialmente aguda entre las zonas espectrales reflejadas y transmitidas.
Si la calidad del material es buena, los reflectores de alto brillo estarán libres de interferencias.
