Illuminotecnica Studia i problemi attinenti all’illuminazione artificiale e naturale per assicurare condizioni di benessere in relazione alla sensazione visiva. Fotometria Si occupa della misura della quantità di energia raggiante emessa da una sorgente o ricevuta da una superficie in relazione alle sensazioni prodotte nell’individuo attraverso l’occhio. NATURA DELLA LUCE Isac Newton nel 1600 ipotizzò che la luce fosse costituita da CORPUSCOLI che, partendo dalle sorgenti luminose, arrivavano ai nostri occhi. Nello stesso periodo l'astronomo, matematico e fisico olandese Christiaan Huygens, invece, attribuì alla luce una natura ONDULATORIA. Nel 1905 Albert Einstein dimostrò che la luce è una forma di energia che può comportarsi sia come un’onda (onda elettromagnetica) sia come un insieme di corpuscoli (fotoni o quanti) Tutti i tipi di onde possiedono 3 caratteristiche: •AMPIEZZA •LUNGHEZZA D’ONDA •FREQUENZA La luce fa parte di un’ampia gamma di radiazioni note come onde elettromagnetiche. Queste comprendono anche onde radio, microonde, raggi infrarossi, ultravioletti, raggi x e raggi gamma. Luce visibile L’occhio umano percepisce radiazioni elettromagnetiche con lunghezza d’onda nell’intervallo = 0.38 ÷ 0.78 μm. Un fascio di radiazioni luminose, caratterizzato da tutte le lunghezze d’onda con gli stessi livelli di potenza, appare al nostro occhio come luce bianca. FREQUENZE E COLORI Le onde luminose si propagano con frequenze diverse che il nostro occhio e cervello interpretano come colori diversi λ = LUNGHEZZA D’ONDA f = FREQUENZA v = VELOCITA’ DI PROPAGAZIONE (nel vuoto ≌ 300000km/s) La relazione che lega tra loro le ONDE ELETTROMAGNETICHE è: v =λ • f Come vedi nella figura, se la luce ha una frequenza bassa il nostro occhio la traduce in colore rosso, se ha un frequenza alta la traduce in colore blu. Adesso nascondi le due sorgenti dietro un vetro smerigliato in modo che appaiano come un'unica sorgente. Il tuo occhio percepisce la luce ad alta frequenza assieme alla luce a bassa frequenza. Il risultato è che la sorgente appare di un colore misto. Supponi ora di fornire più energia alla sorgente a bassa frequenza, mantenendo la frequenza invariata. C'è ora più energia da trasportare, e come sai questo significa che l'onda aumenta la sua ampiezza. L'occhio percepisce questo aumento di ampiezza come un aumento di luminosità della luce a bassa frequenza. Viene quindi più stimolato dalla luce che a lui appare rossa, e la sorgente appare di colore tendente al rosso. La potenza emessa per ogni singola lunghezza d'onda deve essere "pesata" secondo la sensibilità dell'occhio a quella determinata lunghezza d'onda. A tale scopo è stata studiata la risposta dell'occhio alle radiazioni di varie lunghezze d'onda sia in condizioni di luce diurna (visione fotopica) sia in condizioni di minore intensità luminosa (visione scotopica). L’occhio umano, possiede una sensibilità visiva accentuata in corrispondenza di determinate lunghezze d’onda. In particolare, si ha una sensibilità massima in corrispondenza di λ =0,55μm del Curva A) -visione fotopicapercezione piena dei colori e delle differenze cromatiche Curva B) -visione scotopicaluci molto deboli e visione praticamente in bianco e nero scarse illuminazioni colore giallo-verde Nota: nell’impiantistica a luce artificiale si persegue la condizione di massimo comfort visivo in visione fotopica Il segnale proveniente da sorgenti luminose può essere convertito da fotorilevatori direttamente in coordinate tricromatiche oppure in temperatura di colore o indice di resa cromatica. Il CIE Commissione Internazionale dell’Illuminazione ha individuato il DIAGRAMMA TRICOMATRICO. Esso è una rappresentazione piana di uno stimolo di colore in cui si riconoscono le aree dei colori fondamentali (nei tre vertici, blu, rosso e verde) e dei tre complementari (giallo, magenta e ciano). Il punto W, definito dalle coordinate x=y=z=0,333 rappresenta il "bianco di uguale energia" o punto acromatico di riferimento. Curva di Plank rappresenta il luogo del corpo nero, ossia la curva delle coordinate tricromatiche caratteristiche della radiazione emessa da un corpo nero a diverse temperature. Retta Isprossimale Ogni punto di questa retta gode della proprietà di avere la stessa Temperatura di colore. La Temperatura di Colore (TC, K) è definita come la temperatura di un corpo nero espressa in Kelvin che emette luce avente lo stesso colore della luce emessa dalla lampada (la luce rossastra ha una bassa temperatura di colore, la luce bluastra ha un’elevata temperatura di colore). L’effetto cromatico di una superficie dipende sia dal suo colore effettivo che dal tipo di sorgente luminosa, il parametro cromatico che descrive tale caratteristica è la Resa di colore Ra. L’indice di resa cromatica (IRC Colour Rendering Index) è la misura di quanto una sorgente luminosa è capace di rendere i colori. IRC è un numero che esprime in percentuale il rapporto tra la definizione cromatica di otto colori campioni illuminati da una sorgente qualsiasi e la definizione degli stessi illuminati da una sorgente campione di riferimento CIE. IRC è un fattore numerico ed ha indice 100. La resa cromatica è: -ottima con IRC tra 85 e 100 -buona con IRC tra 70 e 85 -discreta con IRC tra 50 e 70. Esempio di resa cromatica per una rosa Come appare alla luce del giorno (Ra=100) Come appare al di sotto di una lampada al sodio a bassa pressione (Ra < 20)
