Grandezze fotometriche con simboli e unità

Le grandezze fotometriche descrivono la luce come viene percepita dall'occhio umano: radiazione pesata con la funzione di efficienza luminosa V(λ) nello spettro visibile da circa 380 a 780 nm. Le quattro grandezze fondamentali sono il flusso luminoso Φ in lumen, l'illuminamento E in lux, la luminanza L e l'intensità luminosa I. Il settore è chiamato fotometria; le corrispondenti grandezze energetiche sono le grandezze radiometriche.

La tecnica dell'illuminazione e le grandezze fotometriche costituiscono la base per la comprensione e l'applicazione della luce e della radiazione UV in ambito scientifico, industriale e quotidiano.

La luce è la forma visibile della radiazione elettromagnetica, che si trova nello spettro visibile da circa 380 a 780 nanometri.

La tecnica dell'illuminazione si occupa della generazione, distribuzione e applicazione della luce al fine di ottenere determinati effetti visivi, utilizzare l'energia in modo efficiente e migliorare la qualità della vita. Queste grandezze sono anche chiamate grandezze fotometriche. Il settore specialistico è chiamato fotometria.

Il seguente schema mostra le quattro grandezze fotometriche. La tabella contiene una rappresentazione visiva, la definizione matematica, l'unità e una breve spiegazione per ciascuna grandezza.

1. Flusso luminoso Φ
2. Illuminamento E
3. Luminanza L
4. Intensità luminosa I

Tabella da scaricare: Grandezze fotometriche e unità di misura (XLSX) – con fattori di conversione, simboli e l'angolo solido. Le corrispondenti grandezze energetiche sono elencate sotto grandezze radiometriche, quelle relative al colore sotto grandezze colorimetriche. Tutte le grandezze insieme – con simbolo, unità e il calcolatore corrispondente – si trovano nel glossario delle grandezze ottiche.

Esposizione luminosa H_v – illuminamento moltiplicato per il tempo – è l'unica delle cinque grandezze senza una sezione propria in questa pagina: compare soprattutto nei test di fotostabilità, dove la ICH Q1B richiede 1,2 milioni di lux·h. Definizione e delimitazione si trovano nel glossario delle grandezze ottiche.

Flusso luminoso

Il flusso luminoso è una grandezza fotometrica che descrive la quantità totale di luce visibile emessa da una sorgente luminosa in tutte le direzioni. Si misura in lumen (lm). Il flusso luminoso indica quanta energia luminosa viene emessa da una sorgente per unità di tempo ed è una misura della luminosità di una sorgente luminosa.

• Simbolo della formula: Φ
• Unità: lumen, lm
• Definizione: la potenza radiante pesata con V(lambda).

Il flusso luminoso è la quantità totale di luce visibile emessa da una sorgente luminosa. Tiene conto di tutte le direzioni in cui la luce viene emessa ed è quindi una misura della luminosità totale della sorgente luminosa.

Esempio:

Una lampadina convenzionale con una potenza assorbita di 60 watt ha un flusso luminoso di circa 900 lumen. Ciò significa che la lampada emette complessivamente 900 lumen di luce visibile in tutte le direzioni. Una lampada LED, che ha anch'essa un flusso luminoso di 900 lumen, consuma invece solo circa 10 watt. 

Il flusso luminoso viene misurato con una sfera integratrice.

Illuminamento

L'illuminamento (E) è una grandezza fotometrica che descrive il flusso luminoso che colpisce una superficie. È definito come il flusso luminoso per unità di superficie e si misura in lux (lx). Un lux corrisponde a un lumen per metro quadrato (lm/m²).

• Simbolo della formula: E
• Unità: lm/m², Lux, Lx
• Definizione: quoziente tra il flusso luminoso incidente e l'area della superficie.

L'illuminamento indica quanto flusso luminoso incide su una determinata superficie e descrive quindi la luminosità percepita su tale superficie. È un parametro importante nella progettazione e nella tecnica dell'illuminazione.

Esempio:

In una giornata di sole, l'illuminamento all'aperto può essere di circa 100.000 lux. Si tratta di un livello di illuminamento molto elevato, che garantisce condizioni luminose e ben illuminate.

In un tipico ufficio, l'illuminamento consigliato è di circa 500 lux, per creare un ambiente di lavoro confortevole e produttivo. Ciò si ottiene spesso mediante plafoniere e lampade da scrivania.
 

Luminanza

La luminanza è una grandezza fotometrica che descrive l'impressione di luminosità che una sorgente luminosa produce sull'occhio umano quando viene osservata da una determinata direzione. È definita come il flusso luminoso per unità di superficie della sorgente e per unità di angolo solido. L'unità di luminanza è la candela per metro quadrato (cd/m²).

• Simbolo della formula: L
• Unità: lm/(sr m²), cd/m²
• Definizione: quoziente tra il flusso luminoso emesso e il prodotto dell'elemento di superficie per l'angolo solido.

La luminanza indica quanto luminosa appare una sorgente luminosa quando viene osservata da un punto specifico. Tiene conto della direzione e dell'area della sorgente luminosa ed è una misura della luminosità percepita.

Esempio:

Uno schermo per computer può avere una luminanza tipica di circa 300 cd/m². Ciò significa che lo schermo offre una luminosità confortevole e sufficiente per una visione normale.

Intensità luminosa

L'intensità luminosa è una grandezza fotometrica che descrive il flusso luminoso emesso da una sorgente luminosa in una direzione specifica all'interno di un angolo solido. Si misura in candela (cd), dove una candela corrisponde a un lumen per steradiante (lm/sr).

• Simbolo della formula: I
• Unità: lm/sr, cd
• Definizione: quoziente tra il flusso luminoso emesso in una direzione data e l'elemento di angolo solido.

L'intensità luminosa indica quanto flusso luminoso viene emesso da una sorgente luminosa in una direzione specifica. È particolarmente utile per descrivere la distribuzione direzionale della luce.

Esempio:

Una potente torcia a LED può avere un'intensità luminosa di 1.000 candele per produrre un fascio di luce concentrato che raggiunge grandi distanze.