Lux

El lux (símbolo: lx) es la unidad de iluminancia, o flujo luminoso por unidad de área, en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Es igual a un lumen por metro cuadrado. En fotometría, esto se usa como una medida de la intensidad, tal como la percibe el ojo humano, de la luz que golpea o pasa a través de una superficie. Es análoga a la unidad radiométrica vatio por metro cuadrado, pero con la potencia en cada longitud de onda ponderada según la función de luminosidad, un modelo de percepción del brillo visual humano, estandarizado por la CIE y la ISO. En inglés, "lux" se usa tanto en singular como en plural.

La palabra se deriva de la palabra latina para "luz", lux.

Explicación

Iluminancia

La iluminancia es una medida de cuánto flujo luminoso se distribuye sobre un área determinada. Se puede pensar en el flujo luminoso (con la unidad lumen) como una medida de la "cantidad" de luz visible presente, y la iluminancia como medida de la intensidad de la iluminación sobre una superficie. Una cantidad dada de luz iluminará una superficie más tenuemente si se extiende sobre un área más grande, por lo que la iluminancia es inversamente proporcional al área cuando el flujo luminoso se mantiene constante.

Un lux es igual a un lumen por metro cuadrado:

1 lx = 1 lm/m² = 1 cd·sr/m².

Un flujo de 1000 lúmenes, repartido uniformemente sobre un área de 1 metro cuadrado, ilumina ese metro cuadrado con una iluminancia de 1000 lux. Sin embargo, los mismos 1000 lúmenes repartidos en 10 metros cuadrados producen una iluminación más tenue de solo 100 lux.

Lograr una iluminancia de 500 lx podría ser posible en la cocina de una casa con una sola lámpara fluorescente con una salida de 12000 lúmenes. Para iluminar el piso de una fábrica con docenas de veces el área de la cocina, se requerirían docenas de accesorios de este tipo. Por lo tanto, iluminar un área más grande con la misma iluminancia (lux) requiere un mayor flujo luminoso (lumen).

Al igual que con otras unidades SI con nombre, se pueden usar prefijos SI. Por ejemplo, 1 kilolux (klx) es 1000 lx.

Aquí hay algunos ejemplos de la iluminancia proporcionada bajo varias condiciones:

La iluminancia proporcionada por una fuente de luz sobre una superficie perpendicular a la dirección de la fuente es una medida de la fuerza de esa fuente tal como se percibe desde esa ubicación. Por ejemplo, una estrella de magnitud aparente 0 proporciona 2,08 microlux (μlx) en la superficie de la Tierra. Una estrella de magnitud 6 apenas perceptible proporciona 8 nanolux (nlx). El Sol despejado proporciona una iluminación de hasta 100 kilolux (klx) en la superficie de la Tierra, el valor exacto depende de la época del año y las condiciones atmosféricas. Esta iluminancia normal directa está relacionada con la constante de iluminancia solar E_sc, igual a 128000 lux (ver Luz solar y constante solar).

La iluminancia de una superficie depende de cómo esté inclinada la superficie con respecto a la fuente. Por ejemplo, una linterna de bolsillo dirigida a una pared producirá un determinado nivel de iluminación si se apunta perpendicularmente a la pared, pero si la linterna se apunta a ángulos crecientes con respecto a la perpendicular (manteniendo la misma distancia), el punto iluminado se vuelve más grande y así. está menos iluminada. Cuando una superficie se inclina en ángulo con respecto a una fuente, la iluminación proporcionada en la superficie se reduce porque la superficie inclinada subtiende un ángulo sólido más pequeño desde la fuente y, por lo tanto, recibe menos luz. Para una fuente puntual, la iluminación sobre la superficie inclinada se reduce por un factor igual al coseno del ángulo entre un rayo proveniente de la fuente y la normal a la superficie. En problemas prácticos de iluminación, dada la información sobre la forma en que se emite la luz desde cada fuente y la distancia y la geometría del área iluminada, se puede hacer un cálculo numérico de la iluminación en una superficie sumando las contribuciones de cada punto en cada fuente de luz.

Relación entre iluminancia e irradiancia

Como todas las unidades fotométricas, el lux tiene un correspondiente "radiométrico" unidad. La diferencia entre cualquier unidad fotométrica y su unidad radiométrica correspondiente es que las unidades radiométricas se basan en la potencia física, con todas las longitudes de onda ponderadas por igual, mientras que las unidades fotométricas tienen en cuenta el hecho de que el sistema visual de formación de imágenes del ojo humano es más sensible a algunas longitudes de onda que a otras y, en consecuencia, a cada longitud de onda se le asigna un peso diferente. El factor de ponderación se conoce como función de luminosidad.

El lux es un lumen por metro cuadrado (lm/m²), y la unidad radiométrica correspondiente, que mide la irradiancia, es el vatio por metro cuadrado (W/m²). No existe un único factor de conversión entre lux y W/m²; hay un factor de conversión diferente para cada longitud de onda, y no es posible hacer una conversión a menos que se conozca la composición espectral de la luz.

El pico de la función de luminosidad está en 555 nm (verde); El sistema visual de formación de imágenes del ojo es más sensible a la luz de esta longitud de onda que cualquier otra. Para luz monocromática de esta longitud de onda, la cantidad de iluminancia para una determinada cantidad de irradiancia es máxima: 683,002 lx por 1 W/m²; la irradiancia necesaria para producir 1 lx a esta longitud de onda es de aproximadamente 1,464 mW/m². Otras longitudes de onda de luz visible producen menos lux por vatio por metro cuadrado. La función de luminosidad cae a cero para longitudes de onda fuera del espectro visible.

Para una fuente de luz con longitudes de onda mixtas, la cantidad de lúmenes por vatio se puede calcular mediante la función de luminosidad. Para parecer razonablemente 'blanca', una fuente de luz no puede consistir únicamente en la luz verde a la que los fotorreceptores visuales del ojo que forman imágenes son más sensibles, sino que debe incluir una mezcla generosa de luz roja y verde. longitudes de onda azules, a las que son mucho menos sensibles.

Esto significa que las fuentes de luz blanca (o blanquecina) producen muchos menos lúmenes por vatio que el máximo teórico de 683,002 lm/W. La relación entre el número real de lúmenes por vatio y el máximo teórico se expresa como un porcentaje conocido como eficiencia luminosa. Por ejemplo, una bombilla incandescente típica tiene una eficiencia luminosa de solo alrededor del 2%.

En realidad, los ojos individuales varían ligeramente en sus funciones de luminosidad. Sin embargo, las unidades fotométricas se definen con precisión y se pueden medir con precisión. Se basan en una función de luminosidad estándar acordada basada en mediciones de las características espectrales de la fotorrecepción visual de formación de imágenes en muchos ojos humanos individuales.

Uso en especificaciones de cámaras de video

Las especificaciones de las videocámaras, como las videocámaras y las cámaras de vigilancia, suelen incluir un nivel de iluminación mínimo en lux en el que la cámara grabará una imagen satisfactoria. Una cámara con buena capacidad de poca luz tendrá una clasificación de lux más baja. Las cámaras fijas no usan tal especificación, ya que generalmente se pueden usar tiempos de exposición más largos para hacer imágenes con niveles de iluminación muy bajos, a diferencia del caso de las cámaras de video, donde el tiempo de exposición máximo generalmente se establece por la velocidad de fotogramas.

Unidades de iluminancia no pertenecientes al SI

La unidad correspondiente en las unidades tradicionales inglesas y americanas es el pie-candela. Un pie candela equivale a unos 10,764 lx. Dado que un pie-candela es la iluminancia proyectada sobre una superficie por una fuente de una candela a un pie de distancia, un lux podría considerarse como un "metro-candela", aunque se desaconseja este término porque no cumplen con los estándares SI para los nombres de las unidades.

Una foto (ph) equivale a 10 kilolux (10 klx).

Un nox (nx) equivale a 1 mililux (1 mlx) en el color de luz 2042 K o 2046 K (anteriormente 2360 K).

En astronomía, la magnitud aparente es una medida de la iluminancia de una estrella en la atmósfera terrestre. Una estrella con magnitud aparente 0 tiene 2,54 microlux fuera de la atmósfera terrestre, y el 82% de eso (2,08 microlux) bajo cielos despejados. Una estrella de magnitud 6 (apenas visible en buenas condiciones) sería de 8,3 nanolux. Una vela estándar (una candela) a un kilómetro de distancia proporcionaría una iluminancia de 1 microlux, aproximadamente lo mismo que una estrella de magnitud 1.

Símbolo Unicode heredado

Unicode incluye un símbolo para "lx": U+33D3 ㏓ SQUARE LX. Es un código heredado para acomodar páginas de códigos antiguas en algunos idiomas asiáticos. No se recomienda el uso de este código en documentos nuevos.

Unidades de fotometría SI