Fuente de luz
Una fuente de luz es el lugar del que emana la luz . La principal fuente de luz global es el sol .
Subdivisiones y características
Un rasgo característico de todas las fuentes de luz es la distribución de la longitud de onda según la frecuencia y la intensidad.
La variedad de fuentes de luz se puede dividir según otros criterios: según las características de la radiación medible, según la geometría de la trayectoria del haz o según las características físicas individuales, como la energía cuántica . Según la extensión espacial de la fuente radiante, las fuentes de luz puntuales y las fuentes de luz difusa difieren, dependiendo de las características de radiación respectivas, como radiación general o direccional.
Físicamente, se hace una distinción entre fuentes de luz naturales, localmente limitadas ( luciérnagas , auroras , relámpagos ) y fuentes de luz técnicas artificiales artificiales ( lámpara de aceite , fuente de luz o lámpara , láser , tubo de imagen , diodo emisor de luz ).
Una fuente de luz autoiluminada, también conocida como "fuente de luz activa" o fuente de luz de primer orden, genera la luz emitida en la fuente de luz. Estos elementos auto-luminosos incluyen el sol, estrellas, luciérnagas, fuego o lámparas.
Todos los demás cuerpos que no brillan por sí mismos se denominan "fuentes de luz pasivas", también fuentes de luz de segundo o superior orden. Solo se puede iluminar mediante la iluminación (focos) con otras fuentes de luz.
- emitir otros colores de luz (emisión inducida), como colores luminosos, o
- reflejan la luz incidente, como por ejemplo la luna arroja luz solar sobre la tierra. Estas fuentes pasivas también incluyen retro reflectores ( ojos de gato ) en vehículos que reflejan la luz.
Emisores térmicos
Los emisores térmicos emiten radiación continua, al aumentar la temperatura, el máximo de radiación cambia de luz infrarroja a roja, azul y ultravioleta (consulte la ley de radiación de Planck ). Cuanto más caliente está un calentador, más azul parece. La forma de energía que se convierte en calor y conduce a la radiación no importa.
- Energía eléctrica : lámpara incandescente , lámpara Nernst , el plasma de la lámpara de arco de carbono
- La energía química funciona principalmente durante la combustión: lámparas de aceite , lámparas de queroseno, incluida la lámpara de alta intensidad , linterna de gas , vela , antorcha. En general, con cada incendio, las llamas brillan a través del carbón brillante y disperso. Un proceso ligeramente diferente es la conversión de calor en (preferiblemente) luz visible usando un manto .
- La energía física nuclear juega un papel decisivo en el sol como la fuente de luz más original para los habitantes de la tierra.
Emisores no térmicos
A diferencia de los radiadores térmicos, las moléculas y los átomos se pueden poner en un estado excitado al suministrar energía de diferentes orígenes. Si el excitado vuelve al estado fundamental ( recombinación ), la diferencia de energía se libera nuevamente. Para un uso práctico, es de particular importancia que se emita como radiación con longitudes de onda en el rango espectral visible. El componente óptico de la radiación resultante es la luminiscencia . En luminiscencia, se distingue entre dos formas según el tiempo entre excitación y radiación. La fluorescencia solo se produce durante la excitación, mientras que la fosforescencia también se produce después de que la excitación externa ya ha cesado. Ambas son formas de luminiscencia. La fosforescencia (resplandor después de la iluminación) se utiliza en señales de seguridad, diales o como decoración. En contraste con el espectro continuo del radiador térmico, surgen líneas o bandas espectrales discontinuas debido a las secuencias del proceso . Las descargas de gas en gases diluidos muestran líneas espectrales muy nítidas , con gases a presión ( lámparas de vapor de metal de alta presión ) las líneas se ensanchan.
La energía estimulante puede conducir a la fuente de luz en diferentes formas de energía. En el caso de las luciérnagas o la barra luminosa , la reacción química provoca una reacción y la emisión de luz. Los diodos emisores de luz , las lámparas de descarga de gas y las láminas EL reciben la función de una fuente de luz mediante corriente eléctrica mediante descarga de gas o electroluminiscencia . El bombardeo de electrones, incluida la radiación beta de un material luminiscente fluorescente , estimula los tubos de imágenes y las pantallas fluorescentes para que brillen, incluida la catodoluminiscencia y la luz de tritio .
Otra categoría es la conversión de (preferiblemente) luz ultravioleta a través de la fluorescencia en luz visible mediante materiales fluorescentes; estos procesos de conversión de longitudes de onda más cortas (de mayor energía) en luz visible (de onda más larga) son fundamentales para los tubos fluorescentes y la luz blanca. diodos emisores. La radiación de onda corta para la generación de luz visible es la radiación de rayos X y la radiación gamma para la pintura luminosa "radiactiva" en las pantallas fluorescentes de dispositivos más antiguos . La radiación de sincrotrón y la radiación de Cherenkov , por otro lado, no tienen importancia como fuentes de luz artificial.
Los láseres se excitan con corriente eléctrica, radiación de longitud de onda más corta o energía química y rara vez se utilizan como fuente de luz. Ejemplos del uso práctico de los láseres como fuente de luz son la iluminación de objetivos infrarrojos, los láseres de deslumbramiento o los punteros láser rojos . La luz de los punteros láser verde se genera duplicando la frecuencia de un rayo láser infrarrojo.
Eficacia luminosa de las lámparas domésticas comunes.
La lámpara incandescente, que se fue apagando lentamente en la década de 2010, es inferior a la lámpara halógena con alrededor de 20 lm / W con alrededor de 10 lm / W. Como la única fuente de luz doméstica estándar que todavía se puede desarrollar en términos de eficiencia luminosa , el LED superó a la lámpara fluorescente (compacta) en alrededor de 100 lm / W en la misma década.
Ejemplos de
Fuente de luz |
Consumo de energía ( en vatios) |
Eficacia luminosa (en lm / W) |
Flujo luminoso (en lúmenes) típico |
|||
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Tipo básico | Tipo de detalle | mínimo | típico | máximo | ||
Llama (en mecha) | vela | aprox.50 | 0,1 | aproximadamente 5 | ||
lampara de aceite | 0,2 | |||||
Llama (carburador de combustible líquido) + manto | Lámpara de alta intensidad | hasta 1000 | 5,0 | hasta 5000 | ||
Llama de gas + manto | Lámpara CampinGaz con butano / propano | 200 | ||||
Lámpara de carburo de quemador de acetileno | llama plana de acetileno , de doble boquilla cerámica para 14 l / h | 200 | ||||
Lámpara de arco | Carbón (sin relleno) Corriente alterna de 55 V - iluminación del lugar | 300 | ||||
Lámpara de arco | Carbón (lleno) Corriente continua de 55 V - Proyección de película | 1000? | ||||
Lámpara Nernst (solo: 1899-1913) | Circonio , itrio , óxido de erbio : iluminación de habitaciones, espectroscopia de infrarrojos | 200 | ||||
Bombilla de filamento de carbono | Hilo de carbono (histórico) | 40 | <8 | |||
Lámpara incandescente (tungsteno) | Lámpara incandescente de 230 V | 5 | 5,0 | 25 | ||
Lámpara incandescente de 230 V | 25 | Octavo | 200 | |||
Lámpara incandescente de 230 V | 40 | 10 | 10 | 10,3 | 400 | |
Lámpara incandescente de 230 V | 60 | 11,5 | 12,0 | 12,5 | 720 | |
Lámpara incandescente de 230 V | 75 | 12,4 | 937,5 | |||
Lámpara incandescente de 230 V | 100 | 13,8 | 14,5 | 15.0 | 1450 | |
Bombilla halógena | Halógena 12 V | 35 | 25 | 860 | ||
Halógena 12 V (vehículo de motor, real 13,8 V) | 55 | 27,0 | 27,5 | 28,0 | 1512.5 | |
Halógena 230 V GU10 | 50 | 12 | 600 | |||
Halógena 230 V | 100 | 16,7 | 1670 | |||
Halógena 230 V | 250 | 16,8 | 4200 | |||
Halógena 230 V | 500 | 19,8 | 9900 | |||
Halógena 230 V | 1000 | 24,2 | 24200 | |||
Descarga de gas + fluorescente | Lámpara compacta fluorescente | 11 | 31,5 | 49,1 | 63,6 | 540,1 |
Lámpara compacta fluorescente | 15 | 31,5 | 56,5 | 63,3 | 847,5 | |
Lámpara compacta fluorescente | Vigésimo | 30 | 57,5 | 67,5 | 1150 | |
Lámpara compacta fluorescente | 23 | 55 | 60 | 60 | 1380 | |
Lámpara compacta fluorescente | 70 | 75 | 5250 | |||
Tubo fluorescente , también conocido como cátodo frío o CCFL | 11 | 50 | 55 | 60 | 605 | |
Lámpara fluorescente con balasto convencional (KVG, estrangulador de 50 Hz) | 36 | 60 | 75 | 90 | 2700 | |
Lámpara fluorescente que incluye balasto convencional (KVG, estrangulador de 50 Hz) | 55 | 40 | 50 | 59 | 2750 | |
Lámpara fluorescente con balasto electrónico (EVG) | 36 | 80 | 95 | 110 | 3420 | |
Lámpara fluorescente con balasto electrónico (EVG) | 50 | 58 | 68 | 96 | 3400 | |
Lámpara de inducción (tubo fluorescente sin electrodos con suministro inductivo) | 80 | |||||
Descarga de gas, tubo de descarga de gas | Lámparas de descarga de gas de alta presión de xenón en proyectores de vídeo | 100 hasta 300 | 10 | 22,5 | 35 | 2250 hasta 6750 |
Lámparas de descarga de gas de xenón ( lámparas de alta presión en proyectores de cine) | varios kilovatios | 47 | ||||
Lámpara de halogenuros metálicos | 35 hasta 1000 | 70 | 94 | 106 | 3290 al 94000 | |
Lámpara de vapor de mercurio de alta presión (HID) | 50 | 55 | 60 | |||
Descarga luminosa (neón: naranja) sin material fluorescente | Octavo | |||||
Lámpara de arco de xenón | 30 | 50 | ||||
Lámpara de arco de xenón de mercurio (faros de vehículos) | 35 | 50-80 | 52-93 | 106 | ||
Lámpara de vapor de mercurio de alta presión (HQL), algunas con material fluorescente | 50 | 36 | ||||
Lámpara de vapor de mercurio de alta presión, algunas con material fluorescente | 400 | 60 | ||||
Lámpara de halogenuros metálicos (HCI, HQI) | 250 | 93 | 100 | 104 | ||
Lámpara de sodio de alta presión | 35 hasta 1000 | 120 | 140 | 150 | 4500 hasta 130000 | |
Lámpara de vapor de sodio de baja presión | 18 hasta 150 | 150 | 175 | 206 | 1800 hasta 26200 | |
Lámpara de azufre | 1400 | 95 | ||||
Película electroluminiscente (película EL) | Lámina EL | 1.2 | 5,0 | 9.0 | ||
diodo emisor de luz | azul | 0,05 a 1 | 1.0 | 8.5 | 16,0 | |
rojo | 0,05 a 1 | 5,0 | 47,5 | 90 | ||
blanco (azul con fluorescente) | hasta las 5 | sesenta y cinco | 140 | |||
Lámpara LED (LED azul + material fluorescente, incl. Balasto electrónico) | Lámpara LED 230 V blanco (4000 K) | 1 hasta 20 | Vigésimo | 55 | 97,14 | |
Lámpara LED 230 V blanco cálido (2700 K) | 1 hasta 20 | Vigésimo | 55 | 83,92 | ||
Lámpara LED 230 V blanco cálido (2700 K) | 7 a 12 | 58,75 | 75-85 | 94 | ||
Lámpara LED 230 V blanco cálido (2700 K; blanco + rojo) | 6 a 12 | 60 | 68 | 76 | ||
salida de luz técnicamente implementada | calentador térmico , 6600 K | 95 | ||||
máximo teórico de salida de luz | blanco (5800 K), 400-700 nm | 251 | ||||
verde, 555 nm - monocromo | 683 |
Además de la salida de luz, el índice de reproducción cromática también es importante para muchos focos blancos .
enlaces web
- Fuentes de luz : información de la Oficina Federal para el Medio Ambiente
Evidencia individual
- ↑ http://www.photonikforschung.de/forschungsfelder/lösungenled/wie-funktioniert-eine-led/
- ↑ Copia archivada ( recuerdo del 21 de febrero de 2016 en Internet Archive ) Nernst Lamp, nernst.de, Walter Nernst Memorial, Ulrich Schmitt, Instituto de Química Física, Georg-August-Universität Göttingen, 9 de diciembre de 1999, actualizado el 19 de junio 2013, consultado el 18 de enero de 2016.
- ↑ Bombilla de luz regulable blanca suave Eco de 35 vatios (paquete de 4) 2015 .
- ↑ Osram "LUMILUX® T5 High Efficiency" con 3650 lúmenes a 35 vatios, es decir, 96 lúmenes por vatio. La vida útil es de 24.000 horas.
- ↑ Información técnica - Lámpara de halogenuros metálicos Osram HMI 18000W / XS. (PDF; 201 kB) (Ya no está disponible en línea.) Elektor-Verlag, 1 de noviembre de 2004, anteriormente en el original ; Consultado el 6 de enero de 2012 . ( Página ya no disponible , buscar en archivos web )
- ↑ supuestamente logrado a 50 W. Nucor GbR, consultado el 6 de enero de 2012 .
- ↑ Reacondicionamiento de Philips LED 60W 806lm con fósforo remoto. Museum of Electric Lamp Technology, 24 de diciembre de 2010, consultado el 6 de enero de 2012 .
- ↑ Philips Master LEDbulb 'Glow' 7W. Museum of Electric Lamp Technology, 24 de diciembre de 2010, consultado el 6 de enero de 2012 .
- ↑ MASTER_LED_Designer_Bulb.pdf. Philips, 24 de diciembre de 2010; archivado desde el original el 14 de mayo de 2013 ; Consultado el 6 de enero de 2012 .
- ^ Desmontaje parcial de la bombilla L-Prize. Doug Leeper, 6 de mayo de 2012; Archivado desde el original el 1 de julio de 2012 ; Consultado el 29 de junio de 2012 .
- ↑ El concepto de LED “Brilliant-Mix” garantiza una luz blanca cálida y agradable. Siemens, 11 de mayo de 2011, consultado el 6 de enero de 2012 .
- ↑ The Great Internet Light Bulb Book, Part I. Donald L.Klipstein (Jr), 18 de junio de 2011, consultado el 6 de enero de 2012 .
- ↑ Tom Murphy, Máxima eficiencia de luz blanca. 31 de julio de 2011, consultado el 29 de junio de 2012 . - Cuerpo negro hipotético a 5800 K, que teóricamente solo emite en el rango visible de 400 a 700 nm
- ↑ Tom Murphy, Máxima eficiencia de luz blanca. 31 de julio de 2011, consultado el 29 de junio de 2012 . - emisor monocromático hipotético a la máxima sensibilidad del ojo