TECNOLGICO NACIONAL DE MXICO

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ

INGENIERA ELCTRICA

MATERIA: SISTEMAS DE ILUMINACIN

UNIDAD #1

PRESENTAN:ALVAREZ HERNNDEZ DIANA JOCELYN E11021164PREZ ROBLES JOS DE JESS E110211

CATEDRTICO:ING. MIGUEL OTHN CORTS

H. VERACRUZ, VER. ENE-JUN DE 2015INDICE

1.1. ESPECTRO ELECTROMAGNTICO Y CROMTICO.31.1.1. RANGO ENERGTICO.31.1.3. ASPECTO CROMTICO.41.1.3.1. CIRCULO CROMTICO.51.1.3.2. ADICCIN Y SUSTRACCIN.51.1.3.3. CARACTERSTICAS FSICAS DEL COLOR.61.1.3.4. ESCALA DEL COLOR.71.1.3.5. ESCALA DE ROSS-POPE.71.1.3.6. ASPECTO PSICOLGICO DEL COLOR.81.1.3.7. FACTORES TONALES DEL COLOR.81.1.3.8. ARMONAS CROMTICAS.92.0 VISIN (OJO HUMANO)112.1.1 REFLEXIN DE LA LUZ ESPEJOS112.1.1.1 REFLEXIN DE LA LUZ ESPEJOS PLANOS122.1.1.2 REFLEXIN DE LA LUZ ESPEJOS CURVOS122.1.1.3 RAYOS NOTABLES EN ESPEJOS CURVOS132.1.1.4 REFLEXIN DE LA LUZ EN ESPEJOS CURVOS142.1.2 REFLEXIN DE LA LUZ152.1.2.1 LENTES CONVERGENTES152.1.2.2 LENTES DIVERGENTES152.1.3 LA LUZ162.1.3.1 REFLEXIN DE LA LUZ162.1.4 DEFECTOS VISUALES162.1.5 ILUSIONES OPTICAS19

BIBLIOGRAFIA20

1.1. ESPECTRO ELECTROMAGNTICO Y CROMTICO.Es la distribucin energtica del conjunto de las ondas electromagnticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagntico o simplemente espectro a la radiacin electromagntica que emite (espectro de emisin) o absorbe (espectro de absorcin) una sustancia.Este se extiende desde la radiacin de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio.

FGURA 1. Espectro electromagntico.

1.1.1. RANGO ENERGTICO.El espectro electromagntico cubre longitudes de onda muy variadas. Existen frecuencias de 30 Hz y menores que son relevantes en el estudio de ciertas nebulosas. Por otro lado se conocen frecuencias cercanas a 2,91027 Hz, que han sido detectadas provenientes de fuentes astro fsicas.La energa electromagntica en una particular longitud de onda (en el vaco) tiene una frecuencia f asociada y una energa de fotn E. Por tanto, el espectro electromagntico puede ser expresado igualmente en cualquiera de esos trminos. Se relacionan en las siguientes ecuaciones:

Por encima de la frecuencia de las radiaciones infrarrojas tenemos lo que comnmente llamamos luz. Es un tipo especial de radiacin electromagntica que tiene una longitud de onda en el intervalo de 0,4 a 0,8 micrmetros. La unidad usual para expresar las longitudes de onda es el Angstrom. Los intervalos van desde los 8.000 (rojo) hasta los 4.000 (violeta), donde la onda ms corta es la del color violeta. La luz puede usarse para diferentes tipos de comunicaciones. Las ondas de luz pueden modularse y transmitirse a travs de fibras pticas, lo cual representa una ventaja pues con su alta frecuencia es capaz de llevar ms informacin.

FIGURA 3. Espectro visible (luz).

1.1.3. ASPECTO CROMTICO.En 1665, Sir Isaac Newton, descubri, que la luz del Sol, poda ser dividida en varios colores hacindola pasar a travs de diferentes prismas. Esto produce un espectro, que va desde el rojo, pasando por naranja, amarillo, verde y azul hasta el violeta. Esto constituy una base cientfica, suficiente para rechazar la teora del color de Aristteles an vigente en aquella poca. Newton, atribuy el fenmeno del color a pequeos corpsculos y diminutas partculas, flotando por el espacio e interfiriendo la luz. Newton, demostr su teora, colocando un prisma en una habitacin oscura. Dej penetrar un haz de luz a travs de un agujero en la pared. Cuando el rayo, pas a travs del prisma, se gener el espectro de color. De este modo demostr que la luz es la fuente de todos los colores. Redireccionando el espectro de color hacia otro 2 prisma, se produjo luz blanca. De este modo demostr que la luz blanca es un componente de todos los colores del espectro. Tras sucesivas experiencias, Newton, teoriz que el color de un objeto, era producto de la reflexin selectiva de los rayos de luz. Cuando la luz alcanza un objeto, algunos rayos son absorbidos y por lo tanto perdidos y otros son reflejados, produciendo, as, el color observado.

De toda la energa irradiada slo una pequea porcin del espectro electromagntico puede ser vista por el ojo humano, son las longitudes de onda comprendidas en el espectro visible. Medidas en nanmetros, nuestro ojo percibe desde el rojo, el de mayor longitud de onda hasta el violeta, el de menor longitud, ambos en los extremos del espectro y comprendidos entre la luz infrarroja y la ultravioleta.

FIGURA 4. Espectro visible para el ojo humano.

1.1.3.1. CIRCULO CROMTICO.El Crculo Cromtico es la representacin prctica de todos los colores, en l vienen expresadas las combinaciones para formar nuevos colores a partir de los tres primarios. Es una circunferencia dividida en 12 partes iguales. Cada sector circular est coloreado a partir de tres primarios y sus correspondientes secundarios, entre dos colores primarios se sitan tres secundarios. Al girar el crculo a gran velocidad percibiremos el color blanco. Para fines prcticos sta es la organizacin ms simple de los colores.

En la parte superior del crculo se dispone el amarillo, es el color ms alto, es decir, de mayor grado de claridad, y en la parte inferior se ubica el violeta que tiene mayor grado de oscuridad.

En el crculo cromtico el complemento de un color est situado en el dimetro opuesto. Por ejemplo: el amarillo es el color complementario del violeta. Los colores complementarios tienen la propiedad de resaltar forma notable cuando se coloca uno al lado del otro.

1.1.3.2. ADICCIN Y SUSTRACCIN.Las mezclas de colores aditivos y sustractivos, son dos de los principales mtodos para la reproduccin de una gama cromtica. El sistema aditivo combina la luz para originar una gama cromtica. Rojo, verde y azul son los colores aditivos primarios. Cantidades similares de los tres dan lugar a la luz blanca. Cuando se mezclan dos cantidades iguales de colores aditivos primarios, se originan los colores complementarios

FIGURA 5. Aditiva.El sistema sustractivo es todo lo contrario, combina la oscuridad para originar una gama cromtica el amarillo, azul y rojo, cantidades similares de estos forman el color negro.

FIGURA 6. Sustractivo.

1.1.3.3. CARACTERSTICAS FSICAS DEL COLOR. Para estudiar el color debemos considera a las luz una fuente de energa, que se propaga en el espacio en un espectro de radiaciones electromagnticas, la cual es recepcionada por el sentido de la vista.Se analizarn tres aspectos; primero el aspecto fsico del color (color azul): segundo el aspecto de fisiolgico (receptores visuales), Tercero el aspecto psicolgico (efectos emocionales). El aspecto fsico de la luz:La fsica se encarga de estudiar los efectos mecnicos de los cuerpos, por ejemplo: la gravedad. La mecnica, etc. La luz, en su aspecto fsico tambin tiene una mecnica sujeta a las leyes. La luz es energa radiante que se desplaza en el espacio en forma de ondas electromagnticas, en un movimiento sinusoidal (teora de Maxwell). Por lo que, la luz tiene dos componentes: La amplitud y la longitud de onda. AMPLITUD: Significa la cantidad de energa radiante. Es la dimensin cualitativa (Se mide en lumen).

LONGITUD DE ONDA: Determina el tipo de energa radiante. Es la dimensin cualitativa de la luz. La longitud de la onda produce los colores. Ultra violeta (rayos no visibles), violeta 400, azul 450, verde 490, amarillo 560, anaranjado 690, rojo 630, infrarrojo (rayos no visibles).

EL ASPECTO FISIOLGICO DEL COLOR: El ojo como receptor de luz y color, funciona como una cmara fotogrfica, donde en el fondo de ella tiene las clulas receptoras de la luz los hay de dos tipos: los conos, que son los encargados de ver los colores (luz cromtica), y los bastones, encargados de recepcionar la luz acromtica (B/N).La retina es una paleta en la cual se combinan todos los colores. Existe dentro del ojo (fobia) cromo receptores, que son los conos: un cono codificador del azul, uno del verde, y el otro del rojo, aunado al codificador- clasificador del blanco y negro que son los bastones.En caso del daltonismo y los que sufren de acromatismo en ciertos niveles se debe al mal funcionamiento de estos cromo receptores. ESTIMULOS COMPUESTOS: Es la capacidad de la vista de recibir una cantidad de luz y el resultado es una sensacin de poder ver un circuito de matices divididos en dos estmulos.

ESTMULO ACROMTICO: Es cuando percibimos la luz como intensidades lumnicas de mayor o menor intensidad, se ver como gradaciones de grises.

ESTMULO CROMTICO: Cuando interviene la percepcin del color.

1.1.3.4. ESCALA DEL COLOR.Es el orden de los gradientes que se encuentran entre los extremos mximos. En este caso se refiere solo a variaciones crecientes o decrecientes de la claridad, ubicadas entre los polos de claridad u obscuridad.

FIGURA 7. Escala creciente y decreciente de la claridad.

1.1.3.5. ESCALA DE ROSS-POPE.Los colores en la escala de valores de acuerdo a su luminosidad estn colocados convencionalmente en una escala vertical de nueve valores a ambos lados, siendo la izquierda: Los clidos, en la derecha estn los fros. Como se puede apreciar, el color ms claro es el amarillo que estn en el segundo valor de esta escala, teniendo los dems colores del crculo un orden de secuencia segn su claridad o su oscuridad, llegando al violeta como el color ms oscuro en el valor.

FIGURA 8. Colores fros y clidos.

1.1.3.6. ASPECTO PSICOLGICO DEL COLOR.Los aspectos emocionales del color no son fciles de medir como el aspecto fisiolgico, muchas de las relaciones son subjetivas, la investigacin ha puesto de manifiesto que las opiniones del color suelen estar influenciadas por el resto de la experiencia sensorial. La relacin de clido fro no guardan relacin de temperatura fsica, pero si la sensacin psicolgica. Por ejemplo: el rojo es clido y el azul es fro, tambin el color puede modificar el tamao de las formas y los pesos del mismo, por ejemplo el rojo es ms pesado que el amarillo y los colores fros como el azul y verde retroceden con respecto a los colores clidos como son: El amarillo el naranja y el rojo. Los colores tambin modifican el temperamento psicolgico de la persona, el rojo provoca agresividad en el individuo el azul pasividad y el color amarillo siendo un color llamativo provoca rechazo a las exposiciones largas.

1.1.3.7. FACTORES TONALES DEL COLOR.En la realidad la mayora de nuestras sensaciones son estmulos compuestos, esto estmulo se origina otras dos cualidades que percibimos en la luz: Luz acromtica, que es la visin en blanco y negro; y la cromtica que es la visin del color en todo su aspecto y es en esta parte donde a su vez se divide el color en dos sensaciones lo que denominamos: saturacin y croma. Visto de la siguiente manera es ver un objeto de un color en tres dimensiones: primero es ver su grado de claridad u oscuridad del objeto (valor); luego en segundo orden identificar de qu color es el objeto (croma); y por ltimo es ver el grado de pureza en que esta el color (saturacin). Son tres factores que vemos en el color: valor, saturacin y croma. VALOR: Es el grado de claridad u oscuridad del pigmento. Valor significa la cantidad de luz que puede reflejar una superficie. Se presenta en una escala de valores que van del blanco al negro en una gradacin de nueve valores. Todos los colores se ubican en ambos lados de escala. CROMA: Significa la diferencia entre el azul, rojo y amarillo y as sucesivamente todos los colores. SATURACIN: Se refiere a la pureza del color. Por ejemplo: si el rojo es puro su saturacin es mxima cuando contiene algn otro color o gris acromtico su saturacin esta neutralizada o reducida.

1.1.3.8. ARMONAS CROMTICAS. ARMONAS: Armonizar colores es hallar la correspondencia, concordancia, orden y unidad de un color respecto a otros, o de variados colores entres si, estableciendo un conjunto grato a la vista y al espritu. En el contexto del diseo, armona es el resultado placentero consiente y agradable a la vista de relaciones armoniosas entre los elementos es una composicin que implique un gran sensacin de orden. Es posible que el conjunto clsico o consonante de la belleza armnica se asocie ms a un concepto antiguo que a la belleza dinmica y moderna. Un esquema cromtico debe producir impresin a la percepcin y sensibilidad del espectador. Si el hecho de usar combinaciones de colores o formas estridentes: si se plantea proporciones entre formas y colores inesperadas o inusuales si esto dar un efecto dramtico, si se logra dar esta forma expresar las complejidades de la condicin humana moderna rompiendo con la tradicin clsica de la belleza armnica, y si todos los componentes de la composicin forman un conjunto expresivo aunque inusual, entonces debemos aceptar que existe armona.

ESQUEMAS ACROMTICAS: Esta armona formada por una escala de valores o tonos de blanco, gris y negro. Un diseo resuelto en estos neutrales puede dar una expresin tan natural del mundo visible como un diseo a color, aunque no tiene el impacto que produce los colores. ESQUEMAS MONOCROMATICAS: Esta armona, es la ms sencilla de toda la menos compleja, est formada por un solo color degradado en distintos tonos aclarando con la intervencin del blanco y oscureciendo con la intervencin del negro, en toda la escala de valores de claros, medios tonos y la sombra.

ESQUEMAS POR ANALOGIAS: Esta armona est constituida por cualquier grupo de tres o cuatro colores de tonos adyacentes en el crculo cromtico, entre los cuales hay un color comn. Este esquema muestra un armonioso degrad de tonalidades.

ESQUEMAS DE COLORES ANALOGOS: Ejemplo: amarillo, amarillo naranja, naranja, rojo anaranjado, violeta, azul violceo, azul, azul verdoso. En esta armona deber figurar un color primario como color dominante y es mejor que todos los colores estn en la misma temperatura, definitivamente clidos o fros.

ARMONA POR COMPLEMENTARIEDAD: Esta armona est formada por el color y su complementario, que se encuentra en posicin diametral opuesta en el crculo cromtico. Al yuxtaponer los colores complementarios se forma un poderoso contraste de color en una oposicin mxima y se crea alegra, exaltacin vibracin y sinfonas a luz de color. Al juntar pigmentariamente estos colores, se forma una gama de colores ocres, pardos, marrones, as como una gama de grises cromticos. A este proceso se denomina neutralizar el color. Para oscurecer el color sin ensuciarlo, o para quitarle el brillo, se agrega un poco de gris cromtico, oscuro o claro. A este proceso se denomina agrisar el color.

2.0 VISIN (OJO HUMANO)

LA LUZSe comporta comoOndasPartculasProviene de Fuentes naturalesFuentes artificialesTiene propiedades deReflexinDifraccin

Refraccin Interferencia

DIAGRAMA EXPLICATIVO DEL COMPORTAMIENTO DE LA LUZ

2.1.1 REFLEXIN DE LA LUZ ESPEJOSLos espejos son superficies pulidas que pueden reflejar en forma ordenada, hasta el 100 % de la luz que a ellos llega. Los rayos reflejados o sus prolongaciones se cruzan formando las imgenes.Los espejos se clasifican en: Planos Esfricos.

Los espejos son de superficie pulida y plana. Forman un reflejo idntico al objeto que est frente a ellos. La imagen es virtual, derecha y de igual tamao. La distancia objeto-espejo y la distancia imagen-espejo es la misma.

2.1.1.1 REFLEXIN DE LA LUZ ESPEJOS PLANOS Son de superficie pulida y plana, forman un reflejo idntico al objeto que est frente a ellos. La imagen es virtual, derecha y de igual tamao. La distancia objeto-espejo y la distancia imagen-espejo es la misma.

FIGURA 9 EJEMPLO DE REFLEJO EN ESPEJO PLANO

2.1.1.2 REFLEXIN DE LA LUZ ESPEJOS CURVOSSon superficies lisas con forma esfrica. Si la luz se refleja en la superficie interna de la esfera, se llama cncavo, y cuando lo hace en su parte exterior se llama convexo.

FIGURA 10 ESPEJO CNCAVO FIGURA 11 ESPEJO CONVEXO

2.1.1.3 RAYOS NOTABLES EN ESPEJOS CURVOSLa imagen que se forma en un espejo curvo se encuentra trazando a lo menos dos rayos provenientes del objeto y que inciden en el espejo. Estos rayos se llaman rayos notables y se trazan de la siguiente manera:CncavoConvexo

FIGURA 12 RUn rayo luminoso que pasa por el foco (o se dirige a l) y se refleja paralelo al eje ptico.

FIGURA 13 Un rayo luminoso, que incide paralelo al eje principal del espejo, se refleja teniendo como direccin de reflexin el foco.

FIGURA 14 Un rayo de luz, que luego de pasar por el centro de curvatura (o dirigirse a l) incide en el espejo, se refleja por la misma trayectoria del rayo incidente.

FIGURA 15 Un rayo incidente y su correspondiente rayo reflejado, forman ngulos iguales con la recta que une el punto de incidencia con el centro de curvatura.

2.1.1.4 REFLEXIN DE LA LUZ EN ESPEJOS CURVOSSi el objeto est situado entre el centro de curvatura y el infinito, la imagen ser de menor tamao, real e invertido. Que la imagen sea real, significa que se forma en el mismo lado del objeto. Si el objeto est situado en C la imagen tambin estar en C y ser de igual tamao, invertida y real.

FIGURA 16 Ejemplo de reflexin en espejo curvoSi el objeto est situado entre el centro de curvatura y el foco, la imagen ser mayor, real e invertida. Si el objeto est situado en el foco, NO se forma imagen. Si el objeto est situado entre el foco y el espejo, la imagen ser mayor, derecha y virtual. Estar situada detrs del espejo Cualquiera sea la posicin del objeto frente al espejo convexo, siempre tendr una imagen virtual, derecha y de menor tamao.2.1.2 REFLEXIN DE LA LUZ2.1.2.1 LENTES CONVERGENTESSon aquellas en que la parte central es ms gruesa, como una lupa. La imagen que se forma depende de si el objeto est muy cerca o muy lejos de la lente.

FIGURA 17 Lentes convergentes

2.1.2.2 LENTES DIVERGENTESSon aquellas que poseen la superficie central hundida. Al mirar un objeto a travs de esta lente la imagen que se ve es ms pequea, derecha y virtual.

FIGURA 18Lentes divergentes2.1.3 LA LUZ

2.1.3.1 REFLEXIN DE LA LUZEl ojo humano tiene una gran capacidad de acomodacin que ayuda a enfocar las imgenes justo sobre la retina, debido a cambios de la curvatura del cristalino.

FIGURA 19 Ojo Humano2.1.4 DEFECTOS VISUALES

MIOPIA: El globo ocular de un miope es muy largo. Una lente divergente aleja la imagen y la proyecta sobre la retina. es un defecto de refraccin del ojo en el cual los rayos de luz paralelos convergen en un punto focal situado delante de la retina, en lugar de converger en la misma retina; es el defecto inverso a la hipermetropa, en la que los rayos de luz llegan a la retina antes de converger

FIGURA 20 Visin miope

HIPERMETROPIA: El globo ocular de un hipermtrope es muy corto. Una lente convergente acerca la imagen y la proyecta sobre la retina. es un defecto ocular de refraccin que consiste en que los rayos de luz que vienen del infinito inciden en el ojo humano, convergiendo detrs de la retina, formando de esta manera el foco o imagen. Es debida casi siempre a que el ojo es muy corto en su eje antero-posterior.

ASTIGMATISMO: La curvatura de la crnea es irregular, produce imagen distorsionada. Se corrige con lentes cilndricas. es un defecto ocular que se caracteriza porque existe una refraccin diferente entre dos meridianos oculares, lo que impide el enfoque claro de los objetos, y generalmente se debe a una alteracin en la curvatura anterior de la crnea. La crnea es la regin transparente que se encuentra en el polo anterior del ojo y acta como una lente a travs de la cual pasa la luz que se enfoca sobre la retina en la parte posterior del ojo. La superficie de la crnea debe ser simtrica y regular en sus curvaturas, de no ser as se produce el astigmatismo.

FIGURA 21 Visin con astigmatismo

DALTONISMO: Eldaltonismoes un defecto gentico que ocasiona dificultad para distinguir los colores El grado de afectacin es muy variable y oscila entre la falta de capacidad para discernir cualquier color (acromatopsia) y un ligero grado de dificultad para distinguir algunos matices de rojo, verde y ocasionalmente azul.

FIGURA 22 Visin con daltonismo CATARATAS: La catarata es la pacificacin total o parcial del cristalino. La opacifiacin provoca que la luz se disperse dentro del ojo y no se pueda enfocar en la retina, creando imgenes difusas. Es la causa ms comn de ceguera tratable con ciruga. Tiene diversas causas pero se le atribuye mayormente a la edad aunque tambin hay muchas otras causas. Con el tiempo se depositan partculas de un color caf-amarillo que poco a poco van opacando el cristalino.

FIGURA 23Catarata ocular

GLAUCOMA: El glaucoma es una enfermedad de los ojos que se caracteriza generalmente por el aumento patolgico de la presin intraocular, por falta de drenaje del humor acuoso y tiene como condicin final comn una neuropata ptica que se caracteriza por la prdida progresiva de las fibras nerviosas del nervio ptico y cambios en su aspecto.La mayora de las personas afectadas no presentan sntomas en las primeras fases de la enfermedad; ms adelante aparecen defectos en el campo visual y prdida progresiva de visin

FIGURA 24 Glaucoma ocular

En resumen, se tiene que:

2.1.5 ILUSIONES OPTICAS

Una ilusin ptica es cualquier ilusin del sentido de la vista que nos lleva a percibir la realidad de varias formas. stas pueden ser de carcter fisiolgico asociados a los efectos de una estimulacin excesiva en los ojos o el cerebro (brillo, color, movimiento, etc., como el encandilamiento tras ver una luz potente) o cognitivo en las que interviene nuestro conocimiento del mundo (como el Jarrn Rubn en el que percibimos dos caras o un jarrn indistintamente). Las ilusiones cognitivas se dividen habitualmente en ilusiones de ambigedad, ilusiones de distorsin, ilusiones paradjicas e ilusiones ficticias (alucinaciones) donde las imgenes no son perceptibles con claridad por el ojo humano, ya que nuestro cerebro solo puede asimilar una imagen a la vez. En conclusin, el cerebro humano solo puede concentrarse en un objeto, por lo que, cuando se presentan dos formas en una sola imagen, se ocasiona confusin y el cerebro entra en desorden, con lo cual este lleva a ver otra visin de lo visto.Las ilusiones pticas fisiolgicamente ocurren durante la conexin del hemisferio derecho y el izquierdo, gracias a esto tenemos la capacidad de percepcin. Algunas ilusiones pticas son: Ilusin de la cuadrcula Espejismo Holograma Estereograma Irradiacin

FIGURA 25 Ejemplos de ilusiones pticas

BIBLIOGRAFIA[1] Baker, James G. Geometrical Optics en Fundamental Formulas of Physics, Vol.II, Menzel D. H. ed., Dover, 1960. Cap. 16. [2] Born, Max & Emil Wolf. Principles of Optics. Electromagnetic Theory of Propagation, Interference, and Diffraction of Light, 7th (expanded) Ed., Cambridge University Press, 1999. Caps. III y IV.[3] Alejandro Cornejo Rodrguez. (Octubre de 2005 ). PTICA GEOMTRICA Resumen de Conceptos y Frmulas . Instituto Nacional de Astrofsica, ptica y Electrnica, Parte I , 80. 18 febrero 2015, De inaoe Base de datos.

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