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Física
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RADIOMETRÍA Y FOTOMETRÍA
Angélica Marcela Castillo Paz
DEFINICIÓN
Espectro Electromagnético
Historia
Pierre Bouguer(1698-1758)
En 1729 publicó su Ensayo sobre la graduación de la luz Johann Heinrich Lambert (1728-1777)
Lambert estableció la doctrina de la medición de la intensidad de la luz como Ciencia en su obra Photogrammetria, seu de mensura et gradibus luminis colorum et umbras (Augsburgo, 1760).
higrómetro
Fotómetro
HistoriaWilliam Herschel (1738-1822)
Descubrió los rayos infrarrojos al hacer pasar la luz solar por un prisma y midiendo la temperatura registrada por un termómetro más allá de la región rojiza del espectro visible. El termómetro demostró la existencia de una forma de luz invisible más allá del color rojo.
Johann Wilhelm Ritter (1776-1810)
En 1801 descubrió que los rayos invisibles situados justo detrás del extremo violeta del espectro visible eran especialmente efectivos oscureciendo el papel impregnado con cloruro de plata. Denominó a estos rayos "rayos desoxidantes" para enfatizar su reactividad química y para distinguirlos de los "rayos calóricos" (descubiertos por William Herschel) que se encontraban al otro lado del espectro visible. Poco después se adoptó el término "rayos químicos". Estos dos términos, "rayos calóricos" y "rayos químicos" permanecieron siendo bastante populares a lo largo del siglo XIX. Finalmente estos términos fueron dando paso a los más modernos de radiación infrarroja y ultravioleta respectivamente.
Algunos eventos significantes en
Radiometría
Magnitudes Radiométricas y Fotométricas
Radiometría Fotometría
Intensidad Radiante
Radiancia
Intensidad Luminosa
Luminancia
Magnitudes Espectrales
Aquellas que están referidas a un rango infinitesimal de longitudes de onda entorno a una dada “concentración espectral” de magnitud radiométrica o fotométrica.
Se emplean para la medida de ondas luminosas policromáticas cuya energía se reparte en cierta región del espectro.
Hay un valor de la magnitud espectral para cada valor de la longitud de onda.
Para el valor neto de la magnitud radiométrica o fotométrica correspondiente a un rango determinado, se integra.
Sin carácter espectral, pero el factor de proporcionalidad es diferente para cada longitud de onda
Relación entre magnitudes Radiométricas y Fotométricas
Para producir sensación visual depende de la longitud de onda
Eficacia Luminosa espectral
Radiación policromática
Valor neto de la magnitud fotométrica
Eficiencia luminosa espectral
Radiación monocromática
Radiación policromática
Valor neto de la magnitud fotométrica
La eficiencia luminosa espectral mide la sensibilidad relativa del ojo del observador humano medio, para cada longitud de onda.
Curvas normalizadas de eficiencia luminosa espectral (C.I.E.)
De noche todos los gatos son pardos
Principales magnitudes Radiométricas y Fotométrica
El objetivo de la radiometría y de la fotometría es medir
la radiación, propagación y recepción de la
energía electromagnética
El problema radiométrico y fotométrico
Energía radiante Cantidad de luz
Flujo radianteFlujo luminoso
Radiometría Fotometría
Cantidad neta de energía emitida por una fuente Integral del flujo luminoso
Cantidad neta de energía radiante emitida por
unidad de tiempo
Flujo radiante para producir
sensación luminosa
Radiometría Fotometría
Exitancia radiante Exitancia luminosa
Flujo emitido por una superficie radiante por
unidad de área S
Flujo emitido por una superficie radiante por
unidad de área S
Intensidad radiante Intensidad luminosa
Flujo emitido por una fuente puntual que se propaga por unidad de
ángulo sólido
Flujo emitido por una fuente puntual que se propaga por unidad de
ángulo sólido
Radiometría Fotometría
Radiancia luminancia
Es el flujo que se propaga a través de una cierta superficie y según una cierta dirección del espacio, por unidad de ángulo sólido y unidad de área proyectada sobre dicha dirección
Se utiliza para fuentes luminosas extensas y de superficies difusoras y se puede asimilar a una intensidad radiante o luminosa
Radiometría Fotometría
Irradiancia Iluminancia
Es el flujo que incide sobre una superficie por unidad de área
Con radiación no uniforme
Leyes básicas de la radiometría y de la fotometría
La irradiancia o iluminancia producida por una fuente puntual uniforme sobre una superficie cuyos puntos equidistan
de la misma, de directamente proporcional a la intensidad de la
fuente e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia hasta la
superficie iluminada.
Ley del inverso del cuadrado
• Fuente puntual de intensidad • En un ángulo sólido
• Una superficie esférica
Ley de Lambert o “del coseno”
Superficies emisoras o difusoras de luz perfectas o lambertianas a aquellas que tienen la misma radiancia y luminancia en todas las direcciones del espacio.
L es la misma en todas las direcciones, la intensidad resulta
La luminancia, forma un ángulo con la normal
El valor máximo de la intensidad se tiene en la dirección normal a la superficie
La intensidad de un emisor o un difusor perfecto es proporcional a coseno del ángulo con que se observa, medido con respecto a la normal
Descripción macroscópica de la interacción de la radiación con un cuerpo: reflectancia, absortancia y transmitancia
Leyes de la radiación del cuerpo negro
Cuerpo negro
• Se llama cuerpo negro o radiador completo al que absorbe toda la energía radiante que incide sobre el, independiente de la longitud de onda
• Los cuerpos negros son radiadores lambertianos
• No existen en la naturaleza• Ayuda a caracterizar los
radiadores reales
Ley de radiación de Planck
Ley de Stefan-Boltzmann
Ley de desplazamiento de Wien
Emisividad. Cuerpo gris
Cuerpo gris
Temperatura de color
Aplicaciones Radiometría
Radiómetro infrarrojo Es un sensor de temperatura infrarrojo para superficies midiendo la energía térmica radiada desde cualquier superficie dentro de su campo de visión.Altamente preciso, meticulosamente calibradoTiene una precisión de ± 0,2 ° C cuando la temperatura del objetivo está dentro de 20 ° C de la temperatura del cuerpo del sensor. El termómetro IR se calibra -30 - 65 ° C.Propósito construido para aplicaciones de ciencias de la plantaNo es un termómetro IR genérico, pero un sensor de calidad científica diseñada para realizar mediciones de invernaderos. Viene con una calibración de fábrica de alta precisión. Cuatro Campo de Opciones de vistaSeleccione el campo de vista correcto para su aplicación. Elija una abertura circular con un ángulo medio de 14, 18 o 22 grados, o recoger una abertura horizontal con 13 grados de ángulo medio vertical y 32 grados de ángulo horizontal media.
AplicacionesConductancia estomática: Monitorear el uso del agua en tiempo real mediante el uso de un modelo biofísico para respaldar a calcular la conductancia estomáticaEstrés Hídrico en plantasEvapotranspiración: El uso de temperatura para estimar la conductancia estomática en lugar de utilizar un coeficiente de cultivo
Referencias
Radiometría y Fotometría. Capitulo 5.
Radiometría y Fotometría. Tema 4. Fundamentos de Óptica. Prof. Dr. E. Gómez González. Departamento de Física Aplicada III. E.S.Ingenieros - Universidad de Sevilla
Radiometría y Fotometría. Por M.Sc Luis Diego Marín Naranjo
Obtención de imágenes térmicas y termoelectrónicas mediante. Radiometría Fototérmica Infrarroja. P. J. Mendoza y M. E. Rodríguez. Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del Instituto Politécnico Nacional. José Siurob 10, Col. Alameda, 76040, Querétaro, Qro.
MAGNITUDES Y UNIDADES EN RADIOMETRÍA Y FOTOMETRÍA. OPTOELECTRÓNICA
Chapter 1. Introduction to Radiometry
Webster’s Third New International® Dictionary, Unabridged, Merriam-Webster, Inc. (1993).
2. F. Grum and R. J. Becherer, Radiometry, Vol. 1 in Optical Radiation. Measurements, F. Grum, Ed., Academic Press, New York (1979).
Preguntas
