UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUS GONZAGA DE ICAFacultad de Ingeniera Mecnica y ElctricaEscuela Acadmico Profesional de Ingeniera Mecnica y Elctrica

Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

TEMA

CUESTIONARIO N1

CURSO: INGENIERA DE LA ILUMINACIN

DOCENTE: Ing. VICTOR MANUEL BRAVO RAMOS

AO : X ME - 1

INTEGRANTE: QUIROZ ALTAMIRANO JOSE JULIO

ICA PER2015

CUESTIONARIO N 11) Elaborar una tabla de longitud de onda y frecuencia de las radiaciones del espectro visible. Investigar la elaboracin de la misma tabla de las otras radiaciones del espectro del ter.I. CONCEPTOS BSICOS:I.1. QU 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 unespectro visiblea la regin delespectro electromagnticoque elojohumano es capaz de percibir. A la radiacin electromagntica en este rango de longitudes de onda se le llamaluz visibleo simplementeluz. No hay lmites exactos en el espectro visible; un tpico ojo humano responder alongitudes de ondadesde 400 a 700nmaunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780nm.

I.2. QU 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 fenmenos meteorolgicos.

I.3. COLORES DEL ESPECTROLos colores delarco irisen 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 puroomonocromticos. El espectro visible no agota los colores que el hombre es capaz de distinguir. Colores sinsaturarcomo elrosa, o variaciones delprpuracomo el magentano pueden reproducirse con una sola longitud de onda.

violeta380450 nm

azul450495 nm

verde495570 nm

amarillo570590 nm

anaranjado590620 nm

rojo620750 nm

I.4. FRECUENCIA Y LONGITUD DE ONDATal como la radiacin 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 fraccin decimal de un metro) o Angstroms (, 10-10 metros).En vista que todas las radiaciones electromagnticas viajan a la misma velocidad (en el vaco), el nmero de crestas (o valles) pasando por un punto dado en el espacio, en una unidad dada de tiempo (digamos, un segundo), vara con la longitud de onda.

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

FRECUENCIALONGITUD DE ONDA

Rayos csmicos3 x 1026 MHz10-11 cm

Rayos gamma6 x 1023 MHz5 x 10-8 cm

Rayos X3 x 1020 MHz10-6 cm

Rayos ultravioleta7.5 x 108 MHz4 x 10-5 cm

Visin humana3.75 x 108 MHz8 x 10-3 cm

Rayos infrarrojos o calor3 x 106 MHz10-2 cm

7.5 x 105 MHz4 x 10-2 cm

Experimental y enlaces de microondas, televisin, radar, ayuda area890 MHz475 MHz0.337 m0.63 m

Televisin216MHz174 MHz108 MHz1.39 m1.72m2.78 m

Televisin, Radio y FM88 MHz3.41 m

Televisin54 MHz5.55 m

Radio, ondas cortas y muy cortas1600 kHz187.5m

Radio, onda media550 kHz545.45 m

Radio, onda larga20 KHz15 x 103 m

Odo Humano10 kHz20 Hz30 x 103 m15 x 106 m

LA TEORIA DEL ETEREn1850Foucault, Fizeau yBreguetrealizaron unexperimento crucialpara decidir entre las teoras ondulatoria y corpuscular. El experimento fue propuesto inicialmente por Arago y consiste en medir la velocidad de la luz en aire y agua. La teora corpuscular explica la refraccin en trminos de la atraccin de los corpsculos luminosos hacia el medio ms denso, lo que implica una velocidad mayor en el medio ms denso. Por otra parte, la teora ondulatoria implica, de acuerdo con el principio de Huygens que en el medio ms denso la velocidad es menor.En las dcadas que siguieron, se desarroll la teora del ter. El primer paso fue la formulacin de una teora de la elasticidad de los cuerpos slidos desarrollada porClaude Louis Marie Henri Navierque consider que la materia consiste de un conjunto de partculas ejerciendo entre ellas fuerzas a lo largo de las lneas que los unen. Diferentes desarrollos aplicables a la ptica fueron realizados porSimon Denis Poisson,George Green,James MacCullaghyFranz Neuman. Todas ellas encontraban dificultades por intentar explicar el fenmeno ptico en trminos mecnicos. Por ejemplo, al incidir sobre un medio una onda transversal, se deberan producir ondas, tanto longitudinales como transversales, pero, segn los experimentos de Arago y Fresnel, solo se producen del segundo tipo. Otra objecin a la hiptesis del ter es la ausencia de resistencia al movimiento de los planetas.Un primer paso para abandonar el concepto de ter elstico lo realiz MacCullagh, que postul un medio con propiedades diferentes a la de los cuerpos ordinarios. Las leyes de propagacin de ondas en este tipo de ter son similares a lasecuaciones electromagnticas de Maxwell.A pesar de las dificultades, la teora del ter elstico persisti y recibi aportaciones de fsicos del siglo XIX, entre ellos William Thomson (Lord Kelvin), Carl Neumann, John William Strutt (Lord Rayleigh) yGustav Kirchhoff.

2) Definir en forma concreta las teoras sobre la naturaleza de la luz.Naturaleza de la luzLa luz presenta una naturaleza compleja: depende de cmo la observemos se manifestar como unaondao como unapartcula. 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 fenmenos en los que participa segn su interpretacin terica. Siguiendo el orden cronolgico de aparecimiento, cinco han sido las teoras expuestas para explicar la esencia de la luz; en su orden son: a) Teora Emisiva o Corpus cular, b) Teora Ondulatoria, c) Teora Electromagntica. d) Teora Cuntica, e) Mecnica Ondulatoria.

TEORIA CORPUSCULAR (NEWTON1666)

Newton descubre en 1666 que la luz natural, al pasar a travs de un prisma es separada en una gama de colores que van desde el rojo al azul, concluye que la luz blanca o natural est compuesta por todos los colores del arcoris.

Propuso la teora corpuscular de la luz, en la cual la luz consiste en un flujo de partculas luminosas (corpsculos), que explican su propagacin rectilnea, su reflexin en las superficies opacas y la refraccin al cambiar de medio.

TEORIA ONDULATORIA (HUYGENS 1678)Esta teora explica las leyes de la reflexin y la refraccin, define la luz como un movimiento ondulatorio del mismo tipo que el sonido. Como las ondas se trasmiten en el vaco, supone que las ondas luminosas necesitan para propagarse un medio ideal, el ETER, presente tanto en el vaco como en los cuerpos materiales.Esta teora no fue aceptada debido al gran prestigio de Newton. Tuvo que pasar ms de un siglo para que se tomara nuevamente en consideracin la "Teora Ondulatoria.

IMAGEN DE LA TEORA CORPOSCULAR

TEORIA ELECTROMAGNETICA (MAXWELL 1865)

Descubre que la perturbacin del campo electromagntico puede propagarse en el espacio a una velocidad que coincide con la de la luz en el vaco, equiparando por tanto las ondas electromagnticas con las ondas luminosas.Veinte aos despus Hertz comprueba que las ondas hertzianas de origen electromagntico tienen las mismas propiedades que las ondas luminosas, estableciendo definitivamente la identidad de ambos fenmenos.

IMAGEN DE LA TEORA ELECTROMAGNTICA

TEORIA DE LOS CUANTOS (PLANCK 1900)

Esta teora establece que los intercambios de energa entre la materia y la luz, solo son posibles por cantidades finitas. (Cuantos) tomos de luz, que posteriormente se denominarn fotones. Esta tiene un inconveniente de no poder explicar los fenmenos de tipo ondulatorio como; Interferencias, difraccin, entre otros.

IMAGEN DE LA TEORA CUNTICA

MECANICA ONDULATORIA (DE BROGLIE 1924)

An la teora electromagntica y la de los cuantos, herederas de la ondulatoria y corpuscular respectivamente, evidenciando la doble naturaleza de la luz. Esta teora establece as la naturaleza corpuscular de la luz en su interaccin con la materia (procesos de emisin y absorcin) y la naturaleza electromagntica en su propagacin.

IMAGEN DE LA TEORA CORPOSCULAR

3) Describa el proceso y principios de funcionamiento de la fotografa, clula fotoelctrica, resaltando la aplicacin de la luz.I.- LA FOTOGRAFA: DEFINICINLafotografaes el proceso para capturar imgenes duraderas de la realidad mediante la accin de la luz y la fijacin de las mismas en un soporte material o digital.La obtencin de las imgenes fotogrficas se basa en el principio de lacmaraoscura, donde laimagenque atraviesa un pequeo orificio en una de las paredes de la cmara, es proyectada sobre una superficie interna, de manera que su tamao es reducido y su nitidez aumenta. LOS PRIMEROS PROCESOS FOTOGRFICOSNipce inici en 1829 una incmoda asociacin con Jacques Louis Daguerre, un conocido pintor, diseador teatral y creador del Diorama, espectculo popular en el que produca ilusiones pticas de gran tamao. Tambin haba experimentado con diferentes mtodos fotogrficos. Frustrado por su falta de resultados, consider ventajoso colaborar con Nipce muri en 1833, no mucho antes de que Daguerre perfeccionase un tipo de fotografa denominada daguerrotipo.El invento fue presentado ante un pblico curioso en enero de 1839, pero Daguerre mantuvo en secreto hasta agosto el proceso que utilizaba para sus fotografas. Empleaba una lmina de cobre recubierta de plata que trataba con vapor de yodo para fotosensibilizarla. Despus de ser expuesta en la cmara, la placa se someta a vapor de mercurio para revelar la imagen, que se fijaba luego con una solucin de sal comn.Al enterarse del invento de Daguerre en enero, William Henry Foz un acomodado cientfico ingls, decidi defender sus derechos dando a conocer si propio proceso antes que Daguerre. El 31 de enero de 1839 no slo anunci su invento sino que adems describi los detalles tcnicos de su proceso. El invento de Talbot, llamado "Dibujo fotognico", se remontaba a 1835. Hacia 1841, Talbot realiz importantes modificaciones y lo rebautiz "calotipo". Se trataba del primer proceso negativo positivo del mundo. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA FOTOGRAFA:

Toda cmara, desde elmodelode bolsillo ms simplificado hasta la ms complicada reflex de un solo objetivo, es bsicamente una cmara hermtica a la luz con un trozo de pelcula en el fondo y un agujero enfrente para permitir la entrada de la luz.La luz es enfocada hasta la pelcula por un objetivo, formando una imagen de lo que est delante de la cmara. La cantidad de luz que entra en la cmara est controlada por el tamao del agujero y la duracin del tiempo en que permanece abierto. Arriba de la cmara hay n aparato visor que permite seleccionar el rea que ha de incluirse en la fotografa. Todo lo que se aada a esta cmara bsica la har ms verstil, pero no es esencial.II.- CELULA FOTOELECTRICA: DEFINICONUna clula fotoelctrica, fotoclula o celda fotovoltaica, es un pequeo mecanismo electrnico que convierte la energa luminosa (fotones) en energa elctrica (electrones) mediante el denominado efecto fotovoltaico.A nivel microscpico, se trata de un nodo y un ctodo revestido de un material fotosensible. Su objetivo final es producir electricidad a travs de la energa lumnica; por ello las clulas 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 continuacin, los electrones (carga negativa) salen despedidos de sus tomos, buscando una carga positiva con la que juntarse; recorriendo, as, el semiconductor y produciendo electricidad.Y al final, una agrupacin numerosa de clulas solares, convierte la energa solar en corriente elctrica continua (llamada DC por sus siglas en inglsdirect current), lista para ser utilizada.Para obtener una mayor sensibilidad y un mejor rendimiento, las clulas fotoelctricas pueden estar vacas o llenas de un gas inerte (normalmente nitrgeno o argn) a baja presin. Es posible aumentar su rango de utilizacin almacenando la electricidad producida en condensadores o pilas, colocando un diodo en serie para evitar una descarga nocturna del sistema.

AplicacionesLa energa elctrica obtenida con estas clulas est presente en diversos elementos de la vida cotidiana en aparatos como la lavadora, secadora, calculadoras o relojes, reemplazando a las bateras convencionales, ms caras y con menos salida ambiental.Se emplean, tambin, en la grabacin de sonido, televisin, as como en satlites espaciales, en alarmas antirrobo, semforos de trfico y puertas automticas. Una clula fotoelctrica y un rayo emisor de luz (normalmente infrarrojo e invisible al ojo humano) forman una parte esencial de este tipo de circuito elctrico.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 clula, situada a cierta distancia.El circuito salta al cortarse el rayo de luz, lo que provoca el cierre de un rel 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 ARTIFICIALESSabiendo 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 ser de color azul. Por lo que una llama de color azul tiene ms 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 tambin otras fuentes artificiales de luz, tienen caractersticas 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 qu fuente este reflejando luz. Pero, la pelcula esta balanceada para una temperatura de color determinada, 3.200K (tungsteno) o 5.600k (luz da), la luz emitida por otras fuentes van a aparecer en la pelcula con variaciones de color. Para balancear las luces a la respuesta de la pelcula, se requiere de filtros de correccin de temperatura de color.Latemperatura de colorde una fuente de luz se define comparando su color dentro delespectro luminosocon el de la luz que emitira uncuerpo negrocalentado a una temperaturadeterminada. Por este motivo estatemperatura de colorse expresa enkelvin(mal llamados "grados Kelvin"), a pesar de no reflejar expresamente una medida de temperatura, por ser la misma solo una medida relativa.

Representacin aproximada de la temperatura segn ciertos colores.

Generalmente no es perceptible a simple vista, sino mediante la comparacin directa entre dos luces como podra ser la observacin de una hoja de papel normal bajo una luz de tungsteno (lmpara incandescente) y a otra bajo la de untubo fluorescente(luz de da) simultneamente.

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

Fuente de luzTemperatura de color (K)

Cielo azul10.000 a 30.000

Cielo Nublado7.000

Luz solar a medioda5.600

Flash5.500

4 horas despus de amanecer5.000

3 horas despus de amanecer4.850

2 horas despus de amanecer4.300

1 hora despus de amanecer3.550

Amanecer2.200

Luz de luna4.100

Lmparas fluorescentes

Tipo 'Luz de da'6.300

Tipo 'Blanco neutro'4.000

Tipo 'Blanco clido'3.200

Lmparas incandescentes

Bombilla con cristal azul4.000

Focos iluminacin vdeo/fotografa3.200 (tipo A)/ 3.400 (tipo B)

Halgenas domsticas (cuarzo)2.900

Bombilla 100 vatios domstica2.850

Luz de vela1.900

WEBGRAFA

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.phpINGENIERA DE LA ILUMINACINPgina 5