CUESTIONARIO N° 1

Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

TEMA

“CUESTIONARIO N°1”

CURSO : INGENIERÍA DE LA ILUMINACIÓN

DOCENTE : Ing. VICTOR MANUEL BRAVO RAMOS

AÑO : X ME - 2

INTEGRANTE : CHÁVEZ VIOLETA FREDDY

ICA – PERÚ

2012

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUÍS GONZAGA” DE ICAFacultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

CUESTIONARIO N° 1

1) Elaborar una tabla de longitud de onda y frecuencia de las radiaciones del espectro visible. Investigar la elaboración de la misma tabla de las otras radiaciones del espectro del éter.

I. CONCEPTOS BÁSICOS:

I.1. ¿QUÉ ES UN ESPECTRO VISIBLE?

Se le llama espectro visible, al conjunto de colores que van superpuestos que van desde el violeta

hasta el rojo, y esta gama de colores del arco iris recibe el nombre de espectro visible.

Se le llama un espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es

capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le

llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo

humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden

ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.

I.2. ¿QUÉ ES UN ESPECTRO?

Los espectros son una serie de colores violeta, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo, por orden

que se producen al dividir una luz compuesta con una luz blanca en sus colores constituyentes. Por

ejemplo, el arco iris es un espectro natural producido por fenómenos meteorológicos.

INGENIERÍA DE LA ILUMINACIÓN Página 2



I.3. COLORES DEL ESPECTRO

Los colores del arco iris en el espectro visible incluye todos esos colores que pueden ser

producidos por la luz visible de una sola longitud de onda, los colores del espectro

puro o monocromáticos. El espectro visible no agota los colores que el hombre es capaz de

distinguir. Colores sin saturar como el rosa, o variaciones del púrpura como el magenta no pueden

reproducirse con una sola longitud de onda.

violeta 380–450 nm

azul 450–495 nm

verde 495–570 nm

amarillo 570–590 nm

anaranjado 590–620 nm

rojo 620–750 nm

I.4. FRECUENCIA Y LONGITUD DE ONDA

Tal como la radiación se propaga en una frecuencia dada, tiene una longitud de onda asociada eso

es, la distancia entre sucesivas crestas o sucesivos valles. Las longitudes de onda son generalmente

dados en metros (o alguna fracción decimal de un metro) o Angstroms (Å, 10-10 metros).

En vista que todas las radiaciones electromagnéticas viajan a la misma velocidad (en el vacío), el

número de crestas (o valles) pasando por un punto dado en el espacio, en una unidad dada de

tiempo (digamos, un segundo), varía con la longitud de onda.


http://es.wikipedia.org/wiki/Rojo

http://es.wikipedia.org/wiki/Naranja_(color)

http://es.wikipedia.org/wiki/Amarillo

http://es.wikipedia.org/wiki/Verde

http://es.wikipedia.org/wiki/Azul

http://es.wikipedia.org/wiki/Violeta_(color)

http://es.wikipedia.org/wiki/Magenta

http://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%BArpura

http://es.wikipedia.org/wiki/Rosa

http://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3n_(color)

http://es.wikipedia.org/wiki/Arco_iris

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spectrum.svg



TABLA DE LONGITUD DE ONDA Y FRECUENCIA DE LAS RADIACIONES DEL ESPECTRO VISIBLE

FRECUENCIA LONGITUD DE ONDA

Rayos cósmicos 3 x 1026 MHz 10-11 cm

Rayos gamma 6 x 1023 MHz 5 x 10-8 cm

Rayos X 3 x 1020 MHz 10-6 cm

Rayos ultravioleta 7.5 x 108 MHz 4 x 10-5 cm

Visión humana 3.75 x 108 MHz 8 x 10-3 cm

Rayos infrarrojos o calor3 x 106 MHz 10-2 cm

7.5 x 105 MHz 4 x 10-2 cm

Experimental y enlaces de microondas, televisión,

radar, ayuda aérea

890 MHz475 MHz

0.337 m0.63 m

Televisión216MHz174 MHz108 MHz

1.39 m1.72m2.78 m

Televisión, Radio y FM 88 MHz 3.41 m

Televisión 54 MHz 5.55 m

Radio, ondas cortas y muy cortas

1600 kHz 187.5m

Radio, onda media 550 kHz 545.45 m

Radio, onda larga 20 KHz 15 x 103 m

Oído Humano10 kHz20 Hz

30 x 103 m15 x 106 m




LA TEORIA DEL ETER

En 1850 Foucault, Fizeau y Breguet realizaron un experimento crucial para decidir entre las teorías

ondulatoria y corpuscular. El experimento fue propuesto inicialmente por Arago y consiste en

medir la velocidad de la luz en aire y agua. La teoría corpuscular explica la refracción en términos

de la atracción de los corpúsculos luminosos hacia el medio más denso, lo que implica una

velocidad mayor en el medio más denso. Por otra parte, la teoría ondulatoria implica, de acuerdo

con el principio de Huygens que en el medio más denso la velocidad es menor.

En las décadas que siguieron, se desarrolló la teoría del éter. El primer paso fue la formulación de

una teoría de la elasticidad de los cuerpos sólidos desarrollada por Claude Louis Marie Henri

Navier que consideró que la materia consiste de un conjunto de partículas ejerciendo entre ellas

fuerzas a lo largo de las líneas que los unen. Diferentes desarrollos aplicables a la Óptica fueron

realizados por Siméon Denis Poisson,George Green, James MacCullagh y Franz Neuman. Todas

ellas encontraban dificultades por intentar explicar el fenómeno óptico en términos mecánicos.

Por ejemplo, al incidir sobre un medio una onda transversal, se deberían producir ondas, tanto

longitudinales como transversales, pero, según los experimentos de Arago y Fresnel, solo se

producen del segundo tipo. Otra objeción a la hipótesis del éter es la ausencia de resistencia al

movimiento de los planetas.

Un primer paso para abandonar el concepto de éter elástico lo realizó MacCullagh, que postuló un

medio con propiedades diferentes a la de los cuerpos ordinarios. Las leyes de propagación de

ondas en este tipo de éter son similares a las ecuaciones electromagnéticas de Maxwell.

A pesar de las dificultades, la teoría del éter elástico persistió y recibió aportaciones de físicos del

siglo XIX, entre ellos William Thomson (Lord Kelvin), Carl Neumann, John William Strutt (Lord

Rayleigh) y Gustav Kirchhoff.


http://es.wikipedia.org/wiki/Gustav_Kirchhoff

http://es.wikipedia.org/wiki/John_Strutt

http://es.wikipedia.org/wiki/John_Strutt

http://es.wikipedia.org/wiki/Lord_Kelvin

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaciones_de_Maxwell

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Franz_Neuman&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=James_MacCullagh&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/George_Green

http://es.wikipedia.org/wiki/Sim%C3%A9on_Denis_Poisson

http://es.wikipedia.org/wiki/Claude-Louis_Navier

http://es.wikipedia.org/wiki/Claude-Louis_Navier

http://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_crucial

http://es.wikipedia.org/wiki/Breguet

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A9on_Foucault

http://es.wikipedia.org/wiki/1850



2) Definir en forma concreta las teorías sobre la naturaleza de la luz.

Naturaleza de la luz

La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como

una onda o como una partícula. Estos dos estados no se excluyen, sino que son complementarios.

Sin embargo, para obtener un estudio claro y conciso de su naturaleza, podemos clasificar los

distintos fenómenos en los que participa según su interpretación teórica. Siguiendo el orden

cronológico de aparecimiento, cinco han sido las teorías expuestas para explicar la esencia

de la luz; en su orden son:

a) Teoría Emisiva o Corpus cular, b) Teoría Ondulatoria, c) Teoría Electromagnética. d)

Teoría Cuántica, e) Mecánica Ondulatoria.

TEORIA CORPUSCULAR (NEWTON1666)

Newton descubre en 1666 que la luz natural, al pasar a través de un prisma es separada en una

gama de colores que van desde el rojo al azul, concluye que la luz blanca o natural está compuesta

por todos los colores del arcoíris.

Propuso la teoría corpuscular de la luz, en la cual la luz consiste en un flujo de partículas luminosas

(corpúsculos), que explican su propagación rectilínea, su reflexión en las superficies opacas y la

refracción al cambiar de medio.


http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_subat%C3%B3mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_(f%C3%ADsica)



TEORIA ONDULATORIA (HUYGENS 1678)

Esta teoría explica las leyes de la reflexión y la refracción, define la luz como un movimiento

ondulatorio del mismo tipo que el sonido. Como las ondas se trasmiten en el vacío, supone que las

ondas luminosas necesitan para propagarse un medio ideal, el ETER, presente tanto en el vacío

como en los cuerpos materiales.

Esta teoría no fue aceptada debido al gran prestigio de Newton. Tuvo que pasar más de un siglo

para que se tomara nuevamente en consideración la "Teoría Ondulatoria”.

IMAGEN DE LA TEORÍA CORPOSCULAR




TEORIA ELECTROMAGNETICA (MAXWELL 1865)

Descubre que la perturbación del campo electromagnético puede propagarse en el espacio a una

velocidad que coincide con la de la luz en el vacío, equiparando por tanto las ondas

electromagnéticas con las ondas luminosas.

Veinte años después Hertz comprueba que las ondas hertzianas de origen electromagnético tienen

las mismas propiedades que las ondas luminosas, estableciendo definitivamente la identidad de

ambos fenómenos.

IMAGEN DE LA TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA




TEORIA DE LOS CUANTOS (PLANCK 1900)

Esta teoría establece que los intercambios de energía entre la materia y la luz, solo son posibles

por cantidades finitas. (Cuantos) átomos de luz, que posteriormente se denominarán fotones. Esta

tiene un inconveniente de no poder explicar los fenómenos de tipo ondulatorio como;

Interferencias, difracción, entre otros.

IMAGEN DE LA TEORÍA CUÁNTICA




MECANICA ONDULATORIA (DE BROGLIE 1924)

Aún la teoría electromagnética y la de los cuantos, herederas de la ondulatoria y corpuscular

respectivamente, evidenciando la doble naturaleza de la luz. Esta teoría establece así la

naturaleza corpuscular de la luz en su interacción con la materia (procesos de emisión y

absorción) y la naturaleza electromagnética en su propagación.

IMAGEN DE LA TEORÍA CORPOSCULAR




3) Describa el proceso y principios de funcionamiento de la fotografía, célula fotoeléctrica, resaltando la aplicación de la luz.

I.- LA FOTOGRAFÍA:

DEFINICIÓN

La fotografía es el proceso para capturar imágenes duraderas de la realidad mediante la acción de

la luz y la fijación de las mismas en un soporte material o digital.

La obtención de las imágenes fotográficas se basa en el principio de la cámara oscura, donde

la imagen que atraviesa un pequeño orificio en una de las paredes de la cámara, es proyectada

sobre una superficie interna, de manera que su tamaño es reducido y su nitidez aumenta.

LOS PRIMEROS PROCESOS FOTOGRÁFICOS

Niépce inició en 1829 una incómoda asociación con Jacques Louis Daguerre, un conocido pintor,

diseñador teatral y creador del Diorama, espectáculo popular en el que producía ilusiones ópticas

de gran tamaño. También había experimentado con diferentes métodos fotográficos. Frustrado

por su falta de resultados, consideró ventajoso colaborar con Niépce murió en 1833, no mucho

antes de que Daguerre perfeccionase un tipo de fotografía denominada daguerrotipo.

El invento fue presentado ante un público curioso en enero de 1839, pero Daguerre mantuvo en

secreto hasta agosto el proceso que utilizaba para sus fotografías. Empleaba una lámina de cobre

recubierta de plata que trataba con vapor de yodo para fotosensibilizarla. Después de ser

expuesta en la cámara, la placa se sometía a vapor de mercurio para revelar la imagen, que se

fijaba luego con una solución de sal común.

Al enterarse del invento de Daguerre en enero, William Henry Foz un acomodado científico inglés,

decidió defender sus derechos dando a conocer si propio proceso antes que Daguerre. El 31 de

enero de 1839 no sólo anunció su invento sino que además describió los detalles técnicos de su

proceso. El invento de Talbot, llamado "Dibujo fotogénico", se remontaba a 1835. Hacia 1841,

Talbot realizó importantes modificaciones y lo rebautizó "calotipo". Se trataba del primer proceso

negativo positivo del mundo.


http://www.quefotografia.com/tag/imagen

http://www.quefotografia.com/tag/camara

http://www.quefotografia.com/tag/fotografia



PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA FOTOGRAFÍA:

Toda cámara, desde el modelo de bolsillo más simplificado hasta la más complicada reflex de un

solo objetivo, es básicamente una cámara hermética a la luz con un trozo de película en el fondo y

un agujero enfrente para permitir la entrada de la luz.

La luz es enfocada hasta la película por un objetivo, formando una imagen de lo que está delante

de la cámara. La cantidad de luz que entra en la cámara está controlada por el tamaño del agujero

y la duración del tiempo en que permanece abierto. Arriba de la cámara hay n aparato visor que

permite seleccionar el área que ha de incluirse en la fotografía. Todo lo que se añada a esta

cámara básica la hará más versátil, pero no es esencial.

II.- CELULA FOTOELECTRICA:

DEFINICÍON

Una célula fotoeléctrica, fotocélula o celda fotovoltaica, es un pequeño mecanismo electrónico

que convierte la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones) mediante el

denominado efecto fotovoltaico.

A nivel microscópico, se trata de un ánodo y un cátodo revestido de un material fotosensible. Su

objetivo final es producir electricidad a través de la energía lumínica; por ello las células

fotovoltaicas se utilizan asociadas en paneles solares fotovoltaicos.

SU FUNCIONAMIENTO ES EL SIGUIENTE:

Primero, los fotones emitidos por la luz solar inciden sobre la celda solar y son absorbidos por un

material semiconductor, que suele ser el silicio o el germanio.

A continuación, los electrones (carga negativa) salen despedidos de sus átomos, buscando una

carga positiva con la que juntarse; recorriendo, así, el semiconductor y produciendo electricidad.

Y al final, una agrupación numerosa de células solares, convierte la energía solar en corriente

eléctrica continua (llamada DC por sus siglas en inglés direct current), lista para ser utilizada.

Para obtener una mayor sensibilidad y un mejor rendimiento, las células fotoeléctricas pueden

estar vacías o llenas de un gas inerte (normalmente nitrógeno o argón) a baja presión.


http://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtml



Es posible aumentar su rango de utilización almacenando la electricidad producida en

condensadores o pilas, colocando un diodo en serie para evitar una descarga nocturna del sistema.

Aplicaciones

La energía eléctrica obtenida con estas células está presente en diversos elementos de la vida

cotidiana en aparatos como la lavadora, secadora, calculadoras o relojes, reemplazando a las

baterías convencionales, más caras y con menos salida ambiental.

Se emplean, también, en la grabación de sonido, televisión, así como en satélites espaciales, en

alarmas antirrobo, semáforos de tráfico y puertas automáticas. Una célula fotoeléctrica y un rayo

emisor de luz (normalmente infrarrojo e invisible al ojo humano) forman una parte esencial de

este tipo de circuito eléctrico.

Para finalizar, un ejemplo del funcionamiento de los sensores de las alarmas antirrobo o las

puertas de los ascensores: la luz producida por un foco luminoso en un extremo del circuito cae

sobre la célula, situada a cierta distancia.

El circuito salta al cortarse el rayo de luz, lo que provoca el cierre de un relé y activa el sistema

antirrobo o que la puerta del ascensor permanezca abierta.




4) Elaborar una tabla de la temperatura de color de las fuentes de luz natural y diferentes fuentes artificiales.

TEMPERATURA DE COLOR DE FUENTES NATURALES Y ARTIFICIALES

Sabiendo que se mide en grados Kelvin, no estamos hablando de la temperatura que produce esta

luz. Se observa el color que adquiere un cuerpo negro iluminado por una determinada fuente de

luz, y se compara con el color que adquiere ese cuerpo negro calentado a una cierta temperatura

medida en grados Kelvin. De esta forma a 3000 K de una llama tiene un color rojizo, y a 4600 K de

la llama será de color azul. Por lo que una llama de color azul tiene más temperatura que una de

color rojizo. Por lo tanto es tan solo una medida del color de la luz.




La luz solar, luz de cielo, la luz incandescente, fluorescente, como también otras fuentes artificiales

de luz, tienen características de temperatura de color propias. El ojo humano tiene la capacidad de

compensar en cierta medida las diferentes temperaturas de color de cada fuente. El blanco va a

parecer blanco para el ojo no importa de qué fuente este reflejando luz. Pero, la película esta

balanceada para una temperatura de color determinada, 3.200ºK (tungsteno) o 5.600ºk (luz día),

la luz emitida por otras fuentes van a aparecer en la película con variaciones de color. Para

balancear las luces a la respuesta de la película, se requiere de filtros de corrección de

temperatura de color.

La temperatura de color de una fuente de luz se define comparando su color dentro del espectro

luminoso con el de la luz que emitiría un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada.

Por este motivo esta temperatura de color se expresa en kelvin (mal llamados "grados Kelvin"), a

pesar de no reflejar expresamente una medida de temperatura, por ser la misma solo una medida

relativa.

Representación aproximada de la temperatura según ciertos colores.

Generalmente no es perceptible a simple vista, sino mediante la comparación directa entre dos

luces como podría ser la observación de una hoja de papel normal bajo una luz de tungsteno

(lámpara incandescente) y a otra bajo la de un tubo fluorescente (luz de día) simultáneamente.


http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_fluorescente

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_incandescente

http://es.wikipedia.org/wiki/Kelvin

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://es.wikipedia.org/wiki/Cuerpo_negro

http://es.wikipedia.org/wiki/Luz

http://es.wikipedia.org/wiki/Luz



TABLA DE LA TEMPERATURA DE COLOR DE LAS FUENTES DE LUZ NATURAL Y DIFERENTES FUENTES ARTIFICIALES.

Fuente de luz Temperatura de color (K)

Cielo azul 10.000 a 30.000Cielo Nublado 7.000

Luz solar a mediodía 5.600

Flash 5.500

4 horas después de amanecer 5.000



1 hora después de amanecer 3.550

Amanecer 2.200

Luz de luna 4.100

Lámparas fluorescentes

Tipo 'Luz de día' 6.300

Tipo 'Blanco neutro' 4.000

Tipo 'Blanco cálido' 3.200

Lámparas incandescentes

Bombilla con cristal azul 4.000

Focos iluminación vídeo/fotografía 3.200 (tipo A)/ 3.400 (tipo B)

Halógenas domésticas (cuarzo) 2.900

Bombilla 100 vatios doméstica 2.850

Luz de vela 1.900




WEBGRAFÍA

http://www.seti.cl/curso-de-radioastronomia-basica-de-jet-propulsion-laboratory-jpl-

capitulo-2/

http://html.rincondelvago.com/espectro-visible_bandas-y-lineas.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_visible

http://members.tripod.com/mauve_ciel/laluz.html

http://www.cefepe.es/texto/tdecolor.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_color

http://laszlo.com.ar/manual91113.htm

http://panelessolarescaseros.net/?p=438

http://www.grancursodefotografia.com/iluminacion_fotografica/

temperatura_de_color.php


http://www.grancursodefotografia.com/iluminacion_fotografica/temperatura_de_color.php

http://www.grancursodefotografia.com/iluminacion_fotografica/temperatura_de_color.php

http://panelessolarescaseros.net/?p=438

http://laszlo.com.ar/manual91113.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_color

http://www.cefepe.es/texto/tdecolor.htm

http://members.tripod.com/mauve_ciel/laluz.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_visible

http://html.rincondelvago.com/espectro-visible_bandas-y-lineas.html

http://www.seti.cl/curso-de-radioastronomia-basica-de-jet-propulsion-laboratory-jpl-capitulo-2/

http://www.seti.cl/curso-de-radioastronomia-basica-de-jet-propulsion-laboratory-jpl-capitulo-2/

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CUESTIONARIO N° 1