Brillo de las fuentes de luz.

Me gustaría saber qué determina el brillo de la luz. Estoy confundido. Después de horas de lectura, confundí estas definiciones. Necesito unirlas:

  • Intensidad de luz
  • brillo de la luz
  • Número de fotones
  • Energía de cada fotón
  • Longitud de onda de cada fotón
  • Potencia de la fuente de luz

Entonces supe que hay diferentes tipos de células cónicas que responden a diferentes sensibilidades, ¿eso significa que las células cónicas menos sensibles necesitan más fotones para responder y se pierde una cantidad de fotones? ¿Y cómo se relaciona eso con el brillo de la luz?

Has observado correctamente que el "brillo" tiene dos componentes, uno físico que es una medida del flujo de fotones físico real y uno fisiológico, que representa la respuesta del ojo humano a ese flujo. Este último generalmente se caracteriza por una "sensibilidad ocular estándar" que se deriva de los promedios de muchas mediciones fisiológicas. Puede encontrar una tabla con estas sensibilidades aquí: giangrandi.ch/optics/eye/eye.shtml .

Respuestas (1)

La intensidad es un atributo de la luz objetivamente medible. Es la velocidad a la que se entrega energía a una superficie. La intensidad es la energía entregada por unidad de tiempo por unidad de área. La intensidad de la luz es una medida de la irradiación de fotones, que es el número de fotones emitidos por metro cuadrado por segundo. Puede medir la intensidad con un fotoelemento, como una celda solar o un fotomultiplicador, que convierte la luz en corriente eléctrica. Como la corriente eléctrica varía estrictamente con la intensidad de la luz, es posible una medición objetiva. Cuanto más energético sea el fotón (cuanto más corta sea su longitud de onda), menor será el número de fotones necesarios para una intensidad dada. Consulte este enlace: http://www.pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/photon-flux .

El brillo es una cualidad "subjetiva" de la luz. Depende de la percepción de quien esté viendo la luz. No se puede medir objetivamente, pero se puede escalar, de modo que el mismo espectador (o espectadores con percepciones similares) puedan estar de acuerdo en que cierta luz es más o menos brillante. Por ejemplo, una superficie menos brillante puede considerarse el 50 % del brillo de una superficie más brillante. En astronomía, por ejemplo, las estrellas pueden clasificarse según su magnitud aparente, que es su brillo en comparación con una estrella de referencia muy brillante. El brillo también puede llamarse flujo luminoso. Aquí hay una lista de unidades en las que se escalan varios estándares luminosos de brillo: https://en.wikipedia.org/wiki/Luminous_flux

Fotón es un término usado para describir el atributo de partícula de la luz. Un fotón puede considerarse el paquete de energía más pequeño en el que se puede separar la luz.

Puede generar una mayor intensidad emitiendo luz de una longitud de onda más corta o aumentando el área de superficie que emite la luz (una mayor área de superficie significa que más electrones emiten más fotones).

La energía de cada fotón se mide en julios y depende de la longitud de onda de la luz según esta fórmula: Q = h*c / lambda, donde Q es la energía en julios, h es la constante de Planck, c es la velocidad de la luz en un vacío, y lambda es la longitud de onda de la luz en metros. Los fotones se consideran "partículas sin masa", pero dado que un fotón tiene energía, debe tener masa. Este enigma se resuelve diciendo que los fotones tienen una masa relativista cuando viajan, pero tienen una masa cero en reposo porque nunca están en reposo. Aquí hay una mejor explicación: http://math.ucr.edu/home/baez/physics/ParticleAndNuclear/photon_mass.html .

La longitud de onda de un fotón determina su energía y su energía determina su longitud de onda. Cuanto más corta es la longitud de onda, más corto es el ciclo de la onda, mayor es su frecuencia y más periodos de la longitud de onda se pueden meter en una unidad de tiempo. Las longitudes de onda cortas son más energéticas que las longitudes de onda largas. Como los fotones de luz poseen naturalezas tanto de partículas como de ondas, un fotón cuando viaja tiene velocidad (c), cantidad de movimiento (masa relativista * c) y longitud de onda, pero cuando un fotón es emitido o absorbido (al principio y al final de su viaje ), se considera una partícula.

La potencia de una fuente de luz se puede medir en vatios. Un vatio es la tasa de energía de un julio por segundo.

En transferencia radiativa, el brillo se define como la intensidad específica por ángulo sólido. Las métricas para la luz pueden ser muy confusas y numerosas.
Su descripción de la intensidad parece combinar el número de fotones con la energía de los fotones. ¿Es esta realmente la definición aceptada?
@boyfarrell: Traté de mantener el "brillo" separado de la "intensidad", según el uso aceptado para la luz visible. La intensidad radiante y la intensidad luminosa se miden, respectivamente, como vatios por estereorradián y lúmenes por estereorradián. Pero, como usted señala, aparentemente el brillo también puede tener un uso similar. Gracias por señalar esto, ya que uno debe tener claro que existen numerosas métricas para la luz.
@JimGarrison: Tengo entendido que la intensidad puede aumentar YA SEA con el número de fotones O con la energía de los fotones. No deben confundirse. Para la misma intensidad de luz, se necesitan menos fotones si son de mayor energía. Consulte este enlace: pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/photon-flux . Voy a editar la respuesta.
Parece ser un poco más complejo que eso. Según Wikipedia , la intensidad luminosa es relativa a un modelo de percepción visual humana y no tendría valores para longitudes de onda fuera del espectro visible. Luego están la Intensidad Radiante y la Intensidad Espectral con diferentes definiciones. Creo que los términos que quieres usar son flujo de fotones y energía de fotones.