Che cosa misura la quantità di luce che entra nell' occhio?
doc-9226
Per misurare in modo specifico la quantità di luce che entra nell' occhio, è stato sviluppato un metro di luce personale circadiano chiamato Daysimeter. Questo è il primo dispositivo creato per misurare e caratterizzare accuratamente la luce (intensità, spettro, temporizzazione e durata) che entra nell' occhio che colpisce l' orologio del corpo umano.
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doc-9220
La misurazione della luce o della fotometria riguarda generalmente la quantità di luce utile che cade su una superficie e la quantità di luce che emerge da una lampada o da un' altra sorgente, insieme ai colori che possono essere resi da questa luce. L' occhio umano reagisce in modo diverso alla luce proveniente da diverse parti dello spettro visibile, pertanto le misurazioni fotometriche devono tenere conto della funzione di luminosità quando si misura la quantità di luce utile. L' unità di misura SI di base è la candela (cd), che descrive l' intensità luminosa, tutte le altre unità fotometriche sono derivate dalla candela. La luminanza, ad esempio, è una misura della densità dell' intensità luminosa in una determinata direzione. Descrive la quantità di luce che passa attraverso o viene emessa da una determinata area e rientra in un determinato angolo solido. L' unità SI per la luminanza è candela per metro quadrato (cd/m2). L' unità di luminanza CGS è lo stilb, che è pari a una candela per centimetro quadrato o 10 kcd/m2. La quantità di luce utile emessa da una sorgente o il flusso luminoso viene misurata in lumen (lm).
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doc-7845
L' efficacia luminosa di una sorgente luminosa può essere definita in due modi. L' efficacia luminosa radiante (LER) è il rapporto tra il flusso luminoso visibile emesso (il flusso luminoso) e la potenza totale irradiata su tutte le lunghezze d' onda. L' efficacia luminosa della sorgente luminosa (LES) è il rapporto tra il flusso luminoso visibile emesso (il flusso luminoso) e la potenza totale assorbita dalla sorgente, come una lampada. La luce visibile viene misurata in lumen, unità definita in parte dalla diversa sensibilità dell' occhio umano alle diverse lunghezze d' onda della luce. Non tutte le lunghezze d' onda dell' energia elettromagnetica visibile sono ugualmente efficaci nello stimolare l' occhio umano; l' efficacia luminosa dell' energia radiante (LER) è una misura di come la distribuzione dell' energia corrisponda alla percezione dell' occhio. Le unità di efficienza luminosa sono "lumens per watt" (lpw). Il massimo LER possibile è di 683 lm/W per luce verde monocromatica a 555 nanometri di lunghezza d' onda, la sensibilità di picco dell' occhio umano.
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doc-13592
Come un raggio di luce solare bianca viaggia attraverso l' atmosfera fino all' occhio, alcuni dei colori sono sparsi fuori dal fascio da molecole d' aria e particelle aerodisperse a causa della diffusione Rayleigh, cambiando il colore finale del fascio che si vede. Colori con lunghezza d' onda più corta, come il blu e il verde, si diffondono più fortemente e vengono rimossi dalla luce che finalmente raggiunge l' occhio. All' alba e al tramonto, quando il percorso della luce del sole attraverso l' atmosfera fino all' occhio è più lungo, i componenti blu e verde sono rimossi quasi completamente, lasciando la lunghezza d' onda più lunga arancione e luce rossa. Il resto della luce solare rossastra può anche essere disseminata da goccioline di nubi e altre particelle relativamente grandi, che danno al cielo sopra l' orizzonte il suo bagliore rosso.
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doc-9221
L' unità SI di illuminamento e di emissione luminosa, essendo la potenza luminosa per area, viene misurata in Lux. Viene utilizzato nella fotometria come misura dell' intensità, percepita dall' occhio umano, della luce che colpisce o attraversa una superficie. È analogo all' unità radiometrica watt per metro quadrato, ma con la potenza ad ogni lunghezza d' onda ponderata in base alla funzione di luminosità, un modello standardizzato di percezione della luminosità visiva umana. In inglese,"lux" viene utilizzato sia al singolare che al plurale.
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doc-7846
Lo spettro emesso da un radiatore a corpo nero alle temperature delle lampadine ad incandescenza non corrisponde alle caratteristiche di sensibilità dell' occhio umano; la luce emessa non appare bianca, e la maggior parte di essa non rientra nella gamma di lunghezze d' onda a cui l' occhio è più sensibile. I filamenti di tungsteno irradiano per lo più radiazione infrarossa a temperature dove rimangono solidi - sotto i 3.695 K (3.422 °C; 6.191 °F). Donald L. Klipstein spiega così:"Un radiatore termico ideale produce la luce visibile in modo ottimale a temperature intorno ai 6.300 °C (6.600 K; 11.400 °F). Anche a questa temperatura elevata, molta radiazione è infrarossa o ultravioletta, e l' efficacia luminosa teorica (LER) è di 95 lumen per watt". Nessun materiale noto può essere utilizzato come filamento a questa temperatura ideale, che è più calda della superficie del sole.
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doc-9238
Le lampade fluorescenti compatte (alias CFL) consumano meno energia per fornire la stessa quantità di luce di una lampada ad incandescenza, ma contengono mercurio che costituisce un pericolo di smaltimento. Grazie alla capacità di ridurre il consumo elettrico, molte organizzazioni hanno intrapreso misure per incoraggiare l' adozione di CFL. Alcune aziende elettriche e le amministrazioni locali hanno sovvenzionato o fornito CFL gratuite ai clienti come mezzo per ridurre la domanda di elettricità. Per una data potenza luminosa, i CFL utilizzano tra un quinto e un quarto della potenza di una lampada ad incandescenza equivalente. Uno dei modi più semplici e rapidi per rendere più efficiente dal punto di vista energetico una famiglia o un' impresa è quello di adottare le lampade CFL come fonte di luce principale, come suggerito dall' Alleanza per la protezione del clima. A differenza delle lampade ad incandescenza CFL hanno bisogno di un po' di tempo per "riscaldarsi" e raggiungere la massima luminosità. Nella scelta delle CFL bisogna fare attenzione perché non tutte sono adatte al dimming.
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doc-6799
Il verde è comune in natura, in quanto molte piante sono verdi a causa di un complesso chimico complesso noto come clorofilla, che è coinvolto nella fotosintesi. La clorofilla assorbe le lunghezze d' onda della luce (rossa) e le lunghezze d' onda corte della luce (blu) in modo molto più efficiente rispetto alle lunghezze d' onda che appaiono verdi all' occhio umano, per cui la luce riflessa dalle piante si arricchisce di verde. La clorofilla assorbe male la luce verde perché è nata in organismi che vivono negli oceani dove gli alobatteri viola stavano già sfruttando la fotosintesi. Il loro colore viola è sorto perché hanno estratto energia nella parte verde dello spettro utilizzando batterorhodopsin. I nuovi organismi che in seguito sono venuti a dominare l' estrazione della luce sono stati selezionati per sfruttare quelle porzioni dello spettro non utilizzate dagli alobatteri.
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doc-2208
Molti uccelli mostrano modelli di piumaggio ultravioletto invisibile all' occhio umano; alcuni uccelli i cui sessi sembrano simili all' occhio nudo si distinguono per la presenza di macchie riflettenti ultraviolette sulle loro piume. Le tette blu maschili hanno una toppa di corona riflettente ultravioletta che viene visualizzata in corteggiamento posando e sollevando le loro piume della nuca. La luce ultravioletta viene utilizzata anche nel foraggiamento dei gheppi sono stati dimostrati per la ricerca di prede rilevando i segni riflettenti UV urina traccia lasciati sul terreno dai roditori. Le palpebre di un uccello non sono usate nel lampeggiamento. Invece l' occhio è lubrificato dalla membrana nictitante, una terza palpebra che si muove orizzontalmente. La membrana nictitante copre anche l' occhio e funge da lente a contatto in molti uccelli acquatici. La retina dell' uccello ha un sistema di approvvigionamento di sangue a forma di ventaglio chiamato pectina. La maggior parte degli uccelli non può muovere gli occhi, anche se ci sono eccezioni, come il grande cormorano. Gli uccelli con gli occhi ai lati della testa hanno un ampio campo visivo, mentre gli uccelli con gli occhi sulla parte anteriore della testa, come i gufi, hanno una visione binoculare e possono stimare la profondità di campo. L' orecchio aviario manca di pinne esterne ma è ricoperto da piume, anche se in alcuni uccelli, come l' Asio, il Bubo e il Gufo Otus, queste piume formano ciuffi che assomigliano alle orecchie. L' orecchio interno ha una coclea, ma non è a spirale come nei mammiferi.
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doc-7960
L' insorgenza dell' infrarosso è definita (secondo standard diversi) a vari valori generalmente compresi tra 700 nm e 800 nm, ma il confine tra la luce visibile e quella infrarossa non è definito con precisione. L' occhio umano è notevolmente meno sensibile alla luce al di sopra della lunghezza d' onda di 700 nm, così lunghe lunghezze d' onda rendono insignificanti i contributi alle scene illuminate da sorgenti luminose comuni. Tuttavia, una luce vicino all' infrarosso particolarmente intensa (ad es. da laser IR, sorgenti LED IR o da luce diurna brillante con la luce visibile rimossa dai gel colorati) può essere rilevata fino a circa 780 nm e viene percepita come luce rossa. Fonti che forniscono lunghezze d' onda fino a 1050 nm possono essere viste come una luce rossa spenta in sorgenti intense, causando qualche difficoltà nell' illuminazione quasi-IR di scene al buio (di solito questo problema pratico è risolto da illuminazione indiretta).
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doc-9217
La progettazione dell' illuminazione così come si applica all' ambiente costruito è nota come "progettazione architettonica dell' illuminazione". L' illuminazione delle strutture considera gli elementi estetici e le considerazioni pratiche sulla quantità di luce necessaria, gli occupanti della struttura, l' efficienza energetica e i costi. L' illuminazione artificiale tiene conto della quantità di luce diurna ricevuta in uno spazio interno utilizzando il calcolo del fattore luce diurna. Per installazioni semplici, i calcoli manuali basati su dati tabulari sono utilizzati per fornire una progettazione illuminotecnica accettabile. Progetti più critici o ottimizzati ora utilizzano abitualmente la modellazione matematica su un computer utilizzando software come Radiance che può consentire ad un architetto di intraprendere rapidamente calcoli complessi per rivedere i benefici di un particolare progetto.
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