Que Es La Luz

¿Que el la luz?

La luz (del latın lux, lucis) es una onda electromagnética capaz de ser percibida por el ojo humano y cuya frecuencia determina su color. La ciencia que estu- dia las principales formas de producir luz, ası como su control y aplicaciones se denomina luminotecnia. Del lat. lux, lucis.

¿Qué es la luz y para qué sirve?

La importancia de la luz – Los humanos poseen una capacidad extraordinaria para adaptarse a su entorno. La luz es muy importante porque es un elemento esencial de nuestra capacidad de comprender el entorno,ya que la mayor parte de la información que recibimos a través de los sentidos la obtenemos a través de la vista.

Termo-radiación es el alumbrado que se obtiene cuando los materiales sólidos o líquidos se calientan a temperaturas superiores a 1000 K emiten radiación visible (incandescencia). Las lámparas de filamentos se basan en este concepto para generar luz. La descarga eléctrica es otra técnica utilizada para obtener luz. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un gas emite radiación (luminiscencia).

Cuando hablamos de sistemas de iluminación, nos referimos a los sistemas que se utilizan para dar luz.

¿Qué es la luz según la ciencia?

ORÍGENES DE LA LUZ Y LA ÓPTICA

• Patricia Padilla Sosa
• Héctor Hugo Cerecedo Núñez*

¿La luz posee un comienzo? ¿Cuándo entablamos contacto con ella? De acuerdo con las últimas teorías sobre el génesis de nuestro universo, puede considerarse que la luz que ahora conocemos tuvo un inicio primitivo en las primeras fracciones de tiempo de dicho génesis (Teoría de la gran explosión o “big bang”), en la era de la inflación, cuando aparecen las primeras partículas fundamentales del universo ( quarks ) y los primeros fotones (o partículas de luz), que después interaccionarían entre ellos para generar nuevos fotones o radiación electromagnética.

El vínculo que tenemos con la luz ha existido desde siempre, ésta nos ha acompañado en nuestra propia evolución debido a que los ojos humanos son un par de instrumentos ópticos naturales con los cuales percibimos gran parte de la realidad que nos rodea. Así, podríamos decir que la luz y la óptica son conceptos intrínsecos de nuestro ser.

La evidencia más antigua que se tiene sobre el empleo de la luz en el desarrollo de la humanidad corresponde al momento cuando nuestros ancestros descubrieron y aprendieron a manipular el fuego, que usaban no sólo para el cocimiento de alimentos y para proveerse de calor, sino que también se iluminaban en la obscuridad con él.

• Existen evidencias posteriores del manejo de la luz que refieren a Egipto, en donde se crearon espejos metálicos de bronce o cobre (2900 a.C.) con fines estéticos.
• La manipulación del vidrio, también en Egipto, es otra actividad relevante a considerar dentro de la evolución de las teorías de la luz y desarrollos en la óptica; de acuerdo con estudios arqueológicos fue posterior al empleo de los espejos metálicos (1500 a.C.) y sirvió para elaborar objetos de uso cotidiano como vasijas.

Teorías de la extramisión e intromisión En los tiempos en que los filósofos griegos se planteaban las primeras teorías sobre la luz, se cree que en Nínive, capital de la antigua Asiria (en lo que hoy es Irak), se empleaban cristales de roca con apariencia de lentes, lo mismo que en China (500 a.C.), donde Confucio hizo referencia al empleo de una “lente”.

Algunos filósofos de la antigua Grecia, entre ellos Empédocles (495-435 a.C., aprox.), consideraban a la luz como un fluido que emanaba de los ojos del observador, que actuaba al modo de unos tentáculos, asemejando el sentido de la vista al sentido del tacto. Esta interpretación de la naturaleza de la luz recibió el nombre de “teoría táctil” o “teoría de la extramisión”.

Pitágoras de Samos (580-495 a.C.) y Leucipo (460-370 a.C., aprox.) sostenían que la luz era “algo” que fluye y es captado por nuestros ojos, excitando el sentido de la vista; a esta interpretación se le denominó “teoría de la emisión” o “teoría de la intromisión”.

Platón (427-347 a.C.) complica la teoría de Pitágoras, suponiendo una acción entre algo que emana de tres puntos: los ojos, el objeto que se ve y aquello que produce la iluminación. En cualquier caso, fue creencia general que la luz estaba formada por partículas, las cuales se movían en línea recta a gran velocidad, hipótesis que muchos siglos después fue la que más convenció a Isaac Newton (1643-1727).

Euclides (325-265 a.C.) en su texto Catóptrica menciona la siguiente prueba experimental: “Si se coloca algún objeto en el fondo de un recipiente y se aleja este último de la vista del observador a una distancia a la que el objeto no se vea, al llenar el recipiente de agua, a esa misma distancia comenzará a verse de nuevo dicho objeto”.

Debido a su gran intuición geométrica hizo los primeros razonamientos utilizando el concepto de “rayo luminoso”, y con él dedujo, entre otras cuestiones, la ley de la reflexión. Posteriormente, Herón de Alejandría (10-70 d.C.) mencionaba que los rayos luminosos, al propagarse, siempre deberían seguir los caminos más cortos.

Expansión de la óptica Los primeros indicios que tenemos de la observación y estudio de la refracción datan de la época de Platón, quien en su República (su obra más conocida e influyente) menciona el aparente doblamiento de los objetos cuando se encuentran parcialmente sumergidos en agua.

• La refracción de la luz fue estudiada por Claudio Tolomeo de Alejandría (90-168 d.C.), quien realizó y tabuló medidas muy precisas del ángulo de refracción para diversos medios.
• Existen pruebas de la utilización de lentes desde el año 425 a.C.
• Aristófanes (445-386 a.C.) hace mención al vidrio quemador (lente convergente) en su sátira Las nubes ; los romanos, como lo confirman los escritos del historiador Plinio (23-79 d.C.), poseían vidrios quemadores; el filósofo Séneca (3 a.C.-65 d.C.) escribe que la visión de los objetos se aumenta al realizarla a través de las esferas de vidrio llenas de agua.

Cabe mencionar al respecto que esferas de cristal han sido encontradas en ruinas romanas y hasta un lente plano convexo fue recuperado en las ruinas de Pompeya, Italia. A partir de los años citados la óptica no tuvo grandes progresos, hasta Alhazen de Basora (965-1040 d.C.), quien deduce la ley de la reflexión poniendo el rayo incidente, el reflejado y la normal en el mismo plano; asimismo, realizó estudios sobre espejos esféricos y parabólicos, y detalló en forma bastante precisa el funcionamiento del ojo humano.

A partir de Alhazen y hasta principios del siglo XVII, cuando el astrónomo y matemático holandés Willebrord Snel van Royen (1580-1626) descubre empíricamente la ley de la refracción, se hicieron progresos muy significativos en el campo experimental de la óptica, inventándose alguno de los instrumentos más valiosos.

Es a partir de entonces que se expande el desarrollo de elementos e instrumentos ópticos.

1. Posteriormente surgen propuestas concretas sobre las teorías que explican la naturaleza de la luz, que más tarde llevarán a la conclusión de que ésta puede comportarse de dos maneras: como una onda o como una partícula.
2. *Laboratorio de Óptica Aplicada, Facultad de Física.

Correos: [email protected] [email protected]

• Edición: Eliseo Hernández Gutiérrez
• Ilustración: Francisco J. Cobos Prior
• Dir. de Comunicación de la Ciencia, UV
• Correo: [email protected]
• Denominamos luz a un fenómeno natural, a la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano.
• La óptica es una rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones.

: ORÍGENES DE LA LUZ Y LA ÓPTICA

¿Qué es la luz y ejemplo?

La luz es forma de energía que nos permite ver lo que nos rodea. Es toda radiación electromagnética que se propaga en formas de ondas en cualquier espacio, ésta es capaz de viajar a través del vacío a una velocidad de aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo. La luz también se conocida como energía luminosa.

¿Dónde viene la luz?

La energía es la capacidad de realizar un trabajo, es decir, para hacer cualquier cosa que implique un cambio (un movimiento, una variación de temperatura, una transmisión de ondas, etc.), Es necesaria la intervención de la energía. La energía se puede manifestar de maneras muy diversas:

energía cinética la capacidad de realizar trabajo asociada al movimiento de los cuerpos, energía térmica la manifestación de energía cinética suma de las aportaciones microscópicas de las partículas que forman una sustancia, que está muy relacionada con la temperatura de la sustancia, energía potencial acumulada en determinadas circunstancias según la configuración específica de un cuerpo respecto a un sistema de cuerpos. Así, los cuerpos tienen capacidad de realizar trabajo, aunque no se encuentren en movimiento y sin tener en cuenta la cantidad de energía térmica que poseen debido a la agitación de sus moléculas.

Aunque una misma cantidad de energía puede realizar la misma cantidad de trabajo, según se manifiesta esta energía (cinética, térmica o algún tipo de potencial) se puede aprovechar mejor o peor a la hora de realizar en trabajo. En la Tierra, casi toda la energía que utiliza el hombre tiene su origen en el sol.

La acción directa de los rayos del Sol sobre la atmósfera crea diferencias de temperatura que originan los vientos, las olas y la lluvia. Todas estas son fuentes de energía directa del Sol y se denominan: eólica (cuando proviene del viento), hidráulica (cuando proviene del agua), solar térmica (cuando se aprovecha el calor de los rayos que provienen del Sol) y solar fotovoltaica (cuando se transforma la luz solar en electricidad). Al mismo tiempo, la radiación solar permite que las plantas crezcan y sirvan de alimento a los animales herbívoros, y estos, a su vez, los animales carnívoros. Toda la materia orgánica de estos seres vivos se acumula y después de millones de años llega a originar los yacimientos de petróleo, el gas natural y el carbón, Estos yacimientos son en el fondo energía solar acumulada y los elementos que provienen de estos yacimientos se denominan combustibles fósiles, La mayoría de combustibles que todos conocemos y que utilizamos diariamente en nuestros desplazamientos con coches, aviones y barcos son productos que provienen de los combustibles fósiles. Un caso aparte es la energía eléctrica,, y su acumulación y almacenaje presenta más dificultades que la acumulación de productos derivados del petróleo, el gas natural o el carbón. No llega directamente del Sol, ni existen yacimientos de electricidad, ni tampoco se acumula, es decir, se está generando en el mismo momento en que se consume. Existen dos tipos de recursos para obtener la electricidad. Por un lado, contamos con el Sol, el agua y el viento, recursos ilimitados que de manera periódica tenemos a nuestra disposición y que se conocen con el nombre de renovables. Por otro lado, tenemos los recursos no renovables: el carbón, el petróleo, el gas natural y el uranio, que se extraen de la Tierra y son transportados hasta los centros de transformación, donde se produce la electricidad o los productos derivados del petróleo.

¿Qué es lo que produce la luz?

Concretamente, la luz es energía y el fenómeno del color es un producto de la interacción de la energía y la materia. Las ondas electromagnéticas existen como consecuencia de dos efectos: Un campo magnético variable genera un campo eléctrico; un campo eléctrico variable produce un campo magnético.

¿Cuáles son los 3 tipos de luz?

Los tipos de iluminación que existen son: iluminación general, puntual (o focal), de ambiente y decorativa. A continuación, profundizaremos mucho más en cada uno de estos tipos de iluminación.

¿Qué es la luz natural?

Los colores de la iluminación natural proveniente del sol – La luz reflejada por el sol en las nubes se dispersa en la estratósfera creando el cielo azul. Los seres humanos podemos ver las plantas verdes debido a que se refleja la luz hacia nosotros. Existe una gran variedad de tonalidades que se dispersan en la atmósfera, es tan lento el proceso de cambio que no nos percatamos de la gran variedad de colores que se producen.

​ Integración de Iluminación natural en la arquitectura es la práctica de colocar las ventanas u otras aberturas y superficies reflectantes a fin de que durante el día la luz natural ofrezca una eficaz iluminación interior. Se presta especial atención a la iluminación natural en el diseño de un edificio, cuando el objetivo es maximizar el confort visual y para reducir el uso de energía eléctrica,

El ahorro de energía puede lograrse, ya sea a partir de la reducción del uso de la iluminación artificial, a partir de energía solar pasiva o de calefacción o refrigeración, Iluminación natural es un término técnico dado por siglos, independientemente de la geografía y la cultura.

Durante el siglo XX los arquitectos encontraron que se estaba haciendo un uso inadecuado y reformularon el concepto, generando una línea de investigación que se volcó en bibliografía específica. En el presente siglo con cuestiones tales como el calentamiento global y la necesidad de reducir drásticamente la demanda de energía el tema tiene una gran vigencia.

No hay luz directa del sol sobre la pared lateral polar de un edificio desde el equinoccio de otoño al equinoccio de primavera en las partes del mundo al norte del Trópico de Cáncer y en partes del mundo al sur del Trópico de Capricornio, Tradicionalmente, en estos sitios con cielos mayormente nublados, las casas fueron diseñadas con un mínimo de ventanas en el lado polar, pero más grandes en el lado ecuatorial.

¿Qué elemento es la luz?

La luz, es un elemento esencial en cualquier tipo de producción audiovisual, que tiene un uso muchas funciones distintas, Para definir luz se puede decir que es la clase de energía electromagnética radiante que puede ser percibida por el ojo humano,

1. Para se un poco más específicos, el término luz incluye el rango de radiación conocido como el espectro electromagnético.
2. Tipos de luz La iluminación consiste en dirigir y rebotar luz hacia un objeto con la intención de que ésta pueda ser registrada.
3. La luz resulta fundamental ya que sin ésta no es posible plasmar una fotografía.

Una iluminación básica consiste en el uso de tres luces: Luz Principal: es la fuente más potente, la de más intensidad y fija la colocación de las demás. Luz de Relleno: suele situarse al lado contrario de la luz principal y sirve para disimular las sombras producidas por la luz principal.

Luz de Contra: crea un halo detrás los elementos y ayuda a dar volumen separándoles del fondo. Si se desea que el fondo no quede muy oscuro, se puede iluminar con una luz suave, para que no se distraiga y desvíe la mirada del objeto protagonista de la fotografía. Luz natural y artificial La luz natural la que viene del sol y es influenciada en su paso por la atmósfera terrestre.

Por otra parte, depende de la hora del día puede dar diferentes matices en intensidad, dirección, dureza y color. La luz artificial es aquella que proviene de lámparas, spots, flashes y otros objetos luminosos controlados, teniendo como ventaja el poder manipular la dirección, color e intensidad de éstas. Prensa deleFOCO / Sobre Autor/a deleFOCO es una organización que a través de servicios y proyectos innovadores busca apoyar e impulsar el cine y el audiovisual en Centroamérica.

¿Qué es la luz para Einstein?

Si conocemos la función de trabajo de los materiales y las frecuencias de la luz incidente podríamos determinar qué materiales emiten electrones al ser expuestos a la luz, como el titanio de colores de las cubiertas del Hotel Marqués de Riscal. Foto: Wikimedia Commons La explicación del efecto fotoeléctrico fue el trabajo principal citado cuando se le concedió el premio Nobel de Física en 1921 a Albert Einstein. La explicación de Einstein, propuesta en 1905, desempeñó un papel importante en el desarrollo de la física atómica. Basó su teoría en una hipótesis muy atrevida, ya que pocos de los detalles experimentales se conocían en 1905. Además, el punto clave de la explicación de Einstein contradecía las ideas clásicas de la época, Einstein asumió que la energía de la luz no estaba distribuida uniformemente en todo el frente de onda en expansión (como suponía la teoría clásica). En cambio, la energía de la luz se concentraría en «paquetes» separados. Además, la cantidad de energía en cada una de estas regiones no sería una cantidad cualquiera, sino una cantidad definida de energía que es proporcional a la frecuencia f de la onda luminosa. El factor de proporcionalidad sería una constante (símbolo h ); se llama constante de Planck por razones que veremos más adelante. Por lo tanto, en el modelo que propone Einstein, la energía luminosa en un haz de frecuencia viene en paquetes, cada uno con una energía E = hf, donde h = 6,626·10 -34 J · s. La cantidad de energía radiante de cada paquete se llama cuanto de luz o cuanto de energía luminosa. Como cuanto de energía luminosa es muy largo, más tarde se le daría un nombre, fotón, No hay una explicación más clara o más directa que la del propio Einstein en al artículo original de 1905, Presentamos a continuación una cita del mismo, en traducción libre y con la notación adaptada a la que venimos utilizando: De acuerdo con la idea de que la luz incidente se compone de cuantos con energía hf, la expulsión de los rayos catódicos por luz se puede entender de la siguiente manera. Los cuantos de energía penetran en la capa superficial del cuerpo y su energía se convierte, al menos en parte, en energía cinética de electrones. La imagen más simple es que un cuanto de luz cede toda su energía a un solo electrón; Asumiremos que esto sucede. Un electrón provisto de energía cinética dentro del cuerpo puede haber perdido parte de su energía cinética en el momento en que llega a la superficie. Además, se debe suponer que cada electrón, al abandonar el cuerpo, tiene que realizar una cantidad de trabajo W (que es característica del cuerpo). Los electrones expulsados directamente desde la superficie y en ángulos rectos tendrán las mayores velocidades perpendiculares a la superficie. La energía cinética máxima de uno de estos electrones es E c max = hf – W Si la placa C se carga a un potencial positivo, V p, lo suficientemente grande para evitar que el cuerpo pierda carga eléctrica, debemos tener que E c max = hf – W = e V p, donde e es la magnitud de la carga electrónica Si la fórmula derivada es correcta, entonces V p, cuando se representa gráficamente en función de la frecuencia de la luz incidente, debe producir una línea recta cuya pendiente debe ser independiente de la naturaleza de la sustancia iluminada, A la primera ecuación en la cita anterior se la suele conocer como ecuación fotoeléctrica de Einstein, Veamos si esta ecuación y el modelo fotónico de Einstein pueden explicar los resultados experimentales que la física clásica no puede: 1. De acuerdo con la ecuación fotoeléctrica, la energía cinética de los fotoelectrones es mayor que cero solo cuando la energía del fotón hf es mayor que el trabajo W, que es el trabajo que debe realizar el electrón contra las fuerzas de atracción del material del cátodo en el que se encuentra para escapar de él. La energía requerida para escapar del metal se conoce como la función de trabajo, Por lo tanto, solo se puede emitir un electrón cuando la frecuencia de la luz incidente es mayor que un cierto valor mínimo que corresponde al trabajo requerido para escapar del metal. Usando símbolos, la frecuencia mínima o umbral f 0 viene definida para cada material por la igualdad h f 0 = W,2. Según el modelo fotónico de la luz de Einstein, es un fotón individual de frecuencia f el que expulsa a un electrón si f > f 0, Como la intensidad de la luz es proporcional al número de fotones en el haz de luz y el número de fotoelectrones expulsados es proporcional al número de fotones incidentes en la superficie, la cantidad de electrones expulsados (y con ella la corriente fotoeléctrica) es proporcional a la intensidad de la luz incidente,3. En el modelo de Einstein, la energía luminosa se concentra en una serie de cuantos de luz (fotones). Por tanto no se necesita tiempo para que el electrón acumule energía luminosa, En efecto, los cuantos transfieren su energía inmediatamente a los fotoelectrones, que escapan de la superficie casi inmediatamente.4. Finalmente, la ecuación fotoeléctrica predice que c uanto mayor sea la frecuencia de la luz incidente mayor será la energía cinética máxima de los electrones expulsados, Esto es así porque la energía del fotón es directamente proporcional a la frecuencia de la luz. La energía mínima necesaria para expulsar un electrón es la energía requerida para que el electrón escape de la superficie del metal. Esto explica por qué la luz de una frecuencia menor que la frecuencia f 0 no puede expulsar ningún electrón. La energía cinética del electrón que se escapa es la diferencia entre la energía del fotón absorbido y la energía perdida por el electrón al escapar de la superficie: si la priemera no compensa a la segunda el electrón se queda donde está Notas: Einstein, A. (1905) Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt Annalen der Physik 17, 132-149 Ojo, no todos los fotones en un haz de luz incidente golpean un electrón haciendo así que se emita desde el metal. Solo del orden de 1 de cada 50 fotones lo consigue. Esto es muy importante para la ingeniería y el diseño de experimentos, pero para lo que a nosotros nos interesa no es necesario que pase de nota a pie de página. Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

¿Qué es la luz en filosofía?

En la tradición filosófica occidental – En la tradición filosófica occidental, la iluminación se ve como una fase en la historia cultural marcada por una fe en la razón, generalmente acompañada por el rechazo a la fe manifestada en la religión institucional. Esto se dio en el siglo XVIII en Europa y se conoció como Era de la Razón o Ilustración,

¿Cómo Einstein define la luz?

Ni una cosa ni la otra – En 1905, Einstein había argumentado que, a veces, la luz parecía consistir en «cuantos» (lo que hoy son los fotones) y, cuatro años más tarde, introdujo la dualidad onda-partícula en la física. Es decir que la luz no era una onda o una partícula: era ambas cosas,

Einstein estaba pensando lo impensable. « La hipótesis de Einstein de los cuantos de luz no fue tomada en serio por los físicos adeptos a las matemáticas durante poco más de 15 años», escribió el historiador de la ciencia Bruce R. Wheaton. «Incluso (el físico estadounidense) R.A. Millikan, quien en 1914-16 proporcionó la primera evidencia inequívoca de la sorprendente ley de emisión fotoeléctrica de Einstein, siguió también inequívocamente desdeñando la hipótesis de la partícula de luz de la cual se había derivado esa ley», agregó.

Es más: Millikan, quien fue discípulo de Planck, terminaría ganando un Nobel «por su trabajo en la carga elemental de la electricidad y en el efecto fotoeléctrico». Para desdén de muchos de estos físicos, la dualidad onda-partícula no se quedó en la luz, sino que se amplió a la materia a escala atómica,

¿Qué es la luz y sus características?

La luz presenta tres propiedades características: Se propaga en línea recta. Se refleja cuando llega a una superficie reflectante. Cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro (se refracta).

¿Qué es la luz y cómo se transmite?

Naturaleza de la luz y su transmision en medios semitransparentes Ingenieria de Procesos aplicada a la Biotecnología de Microalgas 2.1 – Transmisión de la luz: fuente, propagación y absorción. La luz es radiación electromagnética que se transmite a traves de medios transparentes (como el espacio o el aire) hasta que encuentra materia con la que puede ineraccionar y le transmite su energía.

1. En el ámbito de esta asignatura lo que nos interesa es la interacción de la radiación fotosintética con los pigmentos antena de las microalgas.
2. PAR La radiacíón que nos interesa es la que puede activar la fotosíntesis.
3. Esta radiación es la que tiene una longitud de onda en el vacio comprendida entre 700 y 400 nm (nanometros).

Todos los foones en ese rango son útiles para la fotosíntesis si bien los fotones de entre 680 y 700 nm son aprovechados freferentemente sólo por el fotosistema (PSI), aunque la verdad es que esto no tiene ninguna consecuencia en nuestros sistemas de cultivo. Aproximadamente un 50% de la energía de la radiación del Sol es PAR. Es importante tener esto en cuenta cuando se cuantifica la radiación que alcanza los cultivos de microalgas ya que podemos cometer grandes errores. Afortunadamente es fácil de distinguir de qué se está hablando ya que la medida se califica como ” radiación total ” o ” radiación PAR “. Donde h es la constante de Plank (6.626·10 -34 J·s) y c es la velocidad de la luz. Un mol de fotones violeta (λ=400 nm) transporta unos 300 KJ como puede vd mismo, mientra que un mol de fotones rojos transporta unos 170 KJ. La fotosíntesis es un fenómeno cuantico.

Los fotones PAR se absorben para producir activación fotosintética y la energía que sobra se disipa. Por eso, porque la energía se absorbe en cuantos, nos interesa la medida de la radiación como flujo (o densidad de flujo) fotónico o cuantico y no como flujo de energía. Es el flujo fotónico el que se corresponde con la intensidad de la fotosíntesis.

Es posible convertir flujo a energía y viceversa pero para eso es necesario conocer la composición espectral de la luz o al menos la longitud de onda media. Nosotros símplemente optaremos por asumir que medimos la intensidad de la radiación en unidades cuánticas (quanta, fotones, o moles de fotones, también llamados Einsteins, E).

Nota: Mención aparte merecen las unidades fotométricas (lux, lumen, candela,etc) que están más orientadas a la percepción de la luz por el ser humano y son una auténtica pesadilla en el ámbito científico (que llamaremos radiométrico en adelante). Irradiancia escalar (I) Existen varias magnitudes radiométricas para describir el flujo de fotones que llega a un determinado punto: intensidad, radiancia, radiancia espectral, irradiancia,etc.

Yo voy a simplificar diciendo que la macnitud que vamos a usar nosotros se denomina IRRADIANCIA ESCALAR ESPECTRAL PAR, aunque en adelante la llamaré solo “irradiancia”. Se llama así por: – Irradiancia : Por contraposición a la radiancia, que tiene en cuenta la dirección con la que llega la radiación.

– Escalar : Es un epíteto que resalta que es un número único que recoge la radiación que llega de todas partes. – Espectral : resalta que el número recoge toda la energía del espectro, y no sólo la de una longitud de onda concreta. – PAR : Recoge la radiación en el espectro entre 400 y 700 nm.

I tiene unidades de cantidad de radiación por unidad de area y en la unidad de tiempo. Es, por tanto, una densidad de flujo. Puede estar en unidades de energía o de cuantos. A nosotros, por las razones comentadas, nos interesan las unidades cuánticas. – En unidades energéticas encontraremos medidas en W/m 2 o similares. – En unidades cuánticas encontramos cosas como moles de fotones m -2 s -1, Al mol de fotones se le llama en ocasiones “Einstein” (E), de forma que es habitual ver E m -2 s -1 o µE m -2 s -1, Esta última es muy usada ya que los valores de irradiancia encontrados habittualmente van desde 50-100 en laboratorio hasta cerca de 3000 µE m -2 s -1 a la luz del Sol. En E hay que andar ecribiendo exponenciales negativas como en I=3,0·10 -3 µE m -2 s -1, También es bastante habitual encontrar mol quanta cm -2 s -1, Tenemos que ser capaces de inerconvertir estas unidades con agilidad. La conversión entre unidades energéticas y cuanticas es difícil porque depende de la composición cromática de la fuente. Aproximadamente podemos usar 4,16 µE/J como media para la luz solar, pero es sólo una aproximación que asume una energia media del fotón de 240 KJ/mol. Físicamente, I es la cantidad de luz que intercepta una esfera. Dese cuenta de que una esfera de radio R siempre intercepta una sombra π·R 2, sin importar la dirección desde la que llega la radiación Por supuesto, la irradiancia puede variar de un punto al otro del espacio. Es obvio que en verano se está mejor a la sombra de un arbol que a pleno sol porque la I que recibimos es menor. Si para medir I usamos una esfera muy pequeña, tan pequeña que R->0, tendremos valores para cada punto del espacio que en coordenadas cartesianas podriamos representar por I(x,y,z), Eso el el campo de irradiancias y es un instrumento muy importante para describir la disponibilidad de la luz en cultivos de microalgas. Para describir el campo de irradiancias en un cultivo podriamos medir en muchos puntos con un sensor esférico muy pequeño. Sin embargo esto es muy trabajoso o impracticable. Lo que nos interesa es calcular el campo de irrdiancias en el seno de los fotobiorreactores utilizando modelos de transmisión de la radiación y las propiedades absopivas del medio. Eso es lo que hacemos en el siguiente apartado: plantear modelos de irradiancia que describan el campo de irradiancias en el seno de los fotobiorreactores. Usamos los sensores para medir las condiciones de contorno (Io, irradiancia incidente o externa) y para verificar que el modelo se cumple midiendo en condiciones conocidas (posición y concentración de biomasa. Algunos comentarios sobre sensores de Irradiancia PAR Comentar muy brevemente que, aunque hemos dicho que vamos a usar las medidas de sensores de irradiancia espectral escalar PAR hay tres tipos que hay que saber distinguir: – Sensores 4π : se comportan como esferas que responden a la irradiancia que les llega desde todas las direcciones del espacio. Son los que dan la medida que nos interesa. – Sensores 2π : se comportan como semiesferas que responden a la irradiancia que les llega desde un hemisferio. No se muestra ninguno en las fotos de la derecha. Midiendo los dos hemisferios complementarios y sumando las medidas, darian la misma cantidad que el 4π. Tienen poco sentido en microalgas mero sí lo tienen en cultivos en suelo. Puesto que la luz sólo llega del cielo y no del suelo, un 4π depositado sobre el suelo equivaldría a un 2π pero con mayor gasto de fabricación. – Sensores 2π respuesta coseno : se comportan como superficies y por tanto responden al ángulo de incidencia de la radiación. Si la radiación incide perpendicular, se comportan como una esfera. Si la radiación se desvia de la perpendicular con un ángulo ø, la respuesta es I·Cos(ø). De ahí su nombre. Por tanto es fñacil recalcular la medida que daría un 4π si conocemos el ángulo. Son más baratos, pero cuando la radiación llega desde varias direcciones, como es el caso de la radiación difusa, es muy difícil convertir. No tenemos que preocuparnos de nada porque en la asignatura todos los valores van a ser I de sensores 4π. El conjunto de fotones que llegan a un punto (x,y,z) desde una dirección se denomina “haz”. Un haz de fotones se atenúa (baja la densidad de flujo) al viajar en un cultivo de microalgas porque éstas (el medio) los absorben y los dispersan. Los fotones abdorbidos simplemente desparecen. Es posible hacer un balance a la radiación teniendo en cuenta estos dos fenómenos. El balance a la radiación propuesto por Boltzmann fue formulado así mor Siegel y Howell 1, Ley de Lambert-Beer Pero esto sería matar moscas a cañonazos. En cultivos de microalgas la absorción domina sobre la dispersión.

Si ignoramos la segunda y aplicamos la ecuación de Boltzmann haz a haz, ésta se reduce a una dimensión y el fenómeno de la atenuación de la luz de un haz con absorción pura queda descrito por sencilla ecuación: Y da la irradiancia I(x) de un haz que ha penetrado una distancia x en un cultivo con una concentración de bimasa C b,

Escrita en forma logarítmica e introduciendo la absorbancia A (A=-Ln(I/Io)) se denomina Ley de Lambert-Beer: Que dice que la tasa de absorción de fotones es poporcional a la intensidad del flujo (I), a la concentración de absorbedor (biomasa en este caso) a traves de un coeficiente ka que se denomina coeficiente de extinción.

1. La ecuación se integra a se integra a: A es fácil de medir, por ejemplo, en espectrofotómetros.
2. Adecir verdad, la Ley de Lamber-Beer aparece cn logaritmos decimales, pero nosotros vamos a usar los neperianos.
3. HAY QUE TENER EN CUENTA QUE SEGUN LA BASE DE LOS LOGARITMOS EL ka CAMBIA.
4. La equivalencia es bastante obvia y queda como cuestión.

Esta ley se puede usar para calcular el campo de irradiancias y para medir el ka. En el siguiente apartado usamos la ley de Lambert-Beer para calcular el ka.1 – Calcule la energía del fotón verde.2 – Exprese 1000 µE m -2 s -1 en cuantos por cm 2 y segundo.

• Expreselos en W m -2 de luz verde.3 – ¿Cual es el significado de ka? ¿Cuales son sus unidades en el S.I.? 4 – Si conoce k a en base logaritmica 10 (llamemoslo k a10 ) ¿cómo lo calcularia en base natural? 2.1 – Transmisión de la luz en cultivos de microalgas: fuente, propagación y absorción.
• REFERENCIAS 1 Siegel R.

and Howell J R. (1992) Thermal radiation heat transfer.3 rd ed., but you might want to see the 5 edition, CRC Press, (September, 2010) or take a look at the free sample of the 4th ed La contiene mucha información sobre este tema, : Naturaleza de la luz y su transmision en medios semitransparentes

¿Qué es la luz y cómo está formada?

La luz es una onda electromagnética, es decir, está formada por un campo eléctrico y otro magnético que varían con el tiempo. Uno de los parámetros más importantes a la hora de caracterizar una onda es su longitud de onda, y normalmente se suele representar por la letra griega lambda (l).

¿Qué es lo que hace que el sol brille?

La radiación solar es la energía emitida por el Sol, que se propaga en todas las direcciones a través del espacio mediante ondas electromagnéticas y se genera en las reacciones del hidrógeno en el núcleo del Sol por fusión nuclear y es emitida por la superficie solar.

• Esa energía es el motor que determina la dinámica de los procesos atmosféricos y el clima.
• Medir la radiación solar es importante para un amplio rango de aplicaciones, en las áreas de ingeniería, arquitectura, agricultura, ganadería, salud humana y meteorología, dentro de las cuales se destacan: su empleo como fuente alternativa de energía en la generación de electricidad y en el diseño y uso de sistemas de calentamiento de agua, el diseño de edificios e infraestructura, el monitoreo del crecimiento de plantas, la deshidratación de alimentos, implicaciones en la salud (ej.

cáncer de piel o tratamientos curativos), el análisis de la evaporación e irrigación, su importante rol en los modelos de calidad del aire y de predicción del tiempo y el clima y muchas otras aplicaciones y usos que emplean la radiación solar como una de sus fuentes de energía.

La radiación solar nos proporciona efectos fisiológicos positivos tales como: estimular la síntesis de vitamina D, que previene el raquitismo y la osteoporosis; favorecer la circulación sanguínea; actúa en el tratamiento de algunas dermatosis y en algunos casos estimula la síntesis de los neurotransmisores cerebrales responsables del estado anímico.

El Sol emite energía en forma de radiación de onda corta. Después de pasar por la atmósfera, donde sufre un proceso de debilitamiento por la difusión, reflexión en las nubes y de absorción por las moléculas de gases (como el ozono y el vapor de agua) y por partículas en suspensión, la radiación solar alcanza la superficie terrestre oceánica y continental que la refleja o la absorbe. = a / (1) Donde, E ^ es la cantidad de energía (Wm -2 mm -1 ) emitida a una longitud de onda (mm) por un cuerpo con una temperatura T (en grados Kelvin), con a y b como constantes. Asumiendo que el Sol es un cuerpo negro, por diferenciación de la ecuación es posible determinar la longitud de onda máxima de emisión de radiación procedente del Sol: = 2897 / T (2) Esta ecuación es conocida como la Ley de Wien. Para una temperatura de 5800°K (temperatura de la superficie solar) la longitud máxima de energía del Sol es aproximadamente 0,5 mm (micrómetro, equivalente a 1×10 -6 m), tal como se observa en la figura 1 y 2. Esta longitud de onda corresponde a radiación en la parte del espectro visible. Figura 1. Energía radiada por el Sol y la tierra A través de la integración de la ecuación (1) resulta la ley de Stefan-Boltzmann, por medio de la cual, se puede determinar el total de energía emitida por el Sol: E Total = ðT 4 (3) donde ð es la constante de Stefan-Boltzmann (dentro de la radiación como mecanismo básico de la transmisión de calor su valor es: 5,6697×10 -8 W/m 2 °K 4 ).

1. Resolviendo la ecuación tres para una temperatura solar de 5800 K, la energía total de salida es de aproximadamente 64 millones W/m 2, de la cual, la Tierra solo intercepta 1367 W/m 2 (constante solar).
2. En la Figura 2, el área amarilla representa la solución ideal de la Ley de Plank de la radiación solar que llega al tope de la atmósfera, donde el punto más alto de la curva representa la longitud de onda con la mayor energía espectral (0,5mm, equivalente a 500nm) de acuerdo con la Ley de Wien y el área bajo la curva representa la cantidad total de energía recibida (1367 W/m 2 ).

Finalmente, el área roja constituye el espectro de la radiación solar a nivel marino para condiciones de cielo claro, después de la absorción atmosférica debida a diferentes gases. El estudio del espectro de la radiación solar que llega a la super­ficie del suelo permite establecer que la radiación de longitud de onda menor que 0,2 mm debe ser absorbida totalmente por la atmósfera. Figura 2. Espectro de radiación solar fuera de la atmósfera de la Tierra (área amarilla) y a nivel del mar para condiciones de cielo despejado (área roja) (Fuente: Phinet). A la derecha, longitud máxima de energía del Sol y la Tierra (Fuente: MeteoGlosario Visual de AEMET) DISTRIBUCIÓN ESPECTRAL DE LA RADIACIÓN SOLAR La energía solar llega en forma de radiación electromagnética o luz.

La radiación electromagnética, son ondas producidas por la oscilación o la aceleración de una carga eléctrica. Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse, por lo que estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar a la Tierra desde el Sol y las estrellas.

La longitud de onda ( ) y la frecuencia (µ) de las ondas electromagnéticas, relacionadas mediante la expresión µ = C (donde C es la velocidad de la luz), son importantes para determinar su energía, su visibilidad, su poder de penetración y otras características. Independientemente de su frecuencia y longitud de onda, todas las ondas electromagnéticas se desplazan en el vacío a una velocidad de C = 299792 km/s.

La longitud de onda de la luz es tan corta que suele expresarse en nanómetros (nm), que equivalen a una milmillonésima de metro, o una millonésima de milímetro o en micrómetros (µm) que equivalen a una millonésima de metro. La radiación electromagnética se puede ordenar en un espectro en diferentes longitudes de onda, como se muestra en la figura 3, que se extiende desde longitudes de onda corta de billonésimas de metro (frecuencias muy altas), como los rayos gama, hasta longitudes de onda larga de muchos kilómetros (frecuencias muy bajas) como las ondas de radio.

El espectro electromagnético no tiene definidos límites superior ni inferior y la energía de una fracción diminuta de radiación, llamada fotón, es inversamente proporcional a su longitud de onda, entonces a menor longitud de onda mayor contenido energético. Figura 3. Espectro electromagnético. (Fuente: luminousphoto) Los fotones que se mueven a la velocidad de la luz C, son emitidos o absorbidos por la materia. La longitud de onda de la radiación está relacionada con la energía de los fotones, por una ecuación desarrollada por Planck: donde h es la constante de Planck, de valor h = 6,626 x 10 -34 Js El Sol emite energía en forma de radiación de onda corta, principalmente en la banda del ultravioleta, visible y cercano al infrarrojo, con longitudes de onda entre 0,2 y 3,0 micrómetros (200 a 3000 nanómetros), tal como se aprecia en la figura 2. Aproximadamente un 99% de la radiación solar de onda corta que llega a la superficie de la Tierra está contenida en la región entre 0,3 y 2,8 µm. mientras que la mayor parte de la radiación terrestre de onda larga está contenida en la región entre 3,5 y 50 µm (ver figura 1). La región visible (entre 400 nm < < 700 nm) corresponde a la radiación que puede percibir la sensibilidad del ojo humano e incluye los colores: violeta (0,42 µm ó 420 nm), azul (0,48 µm ), verde (0,52 µm ), amarillo (0,57 µm ), naranja (0,60 µm ) y rojo (0,70 µm ). La luz de color violeta es más energética que la luz de color rojo, porque tiene una longitud de onda más pequeña. La radiación con las longitudes de onda más corta que la correspondiente a la luz de color violeta es denominada radiación ultravioleta. Los distintos colores de luz tienen en común el ser radiaciones electromagnéticas que se desplazan con la misma velocidad. Se diferencian en su frecuencia y longitud de onda. Dos rayos de luz con la misma longitud de onda tienen la misma frecuencia y el mismo color. Las hojas y las plantas se ven verdes, porque reflejan energía en longitudes de onda verde del espectro, con ¿ 0,55 µm. La energía de la luz verde sería: Como esta cantidad de energía es muy pequeña, se calcula la energía contenida en una mol (6 x 10 23 ) de fotones, a lo que se le llama un Einstein, símbolo E, es decir 1E º 6 x 10 23 fotones = 1 mol de fotones. Así, la energía de un mol de fotones de luz verde se expresa como: El flujo de fotones se puede calcular dividiendo el flujo de energía que llega a la Tierra desde el Sol por la energía de los fotones: El flujo de energía promedio del Sol que llega a la Tierra, en un día despejado de verano, es del orden de 500W/m 2, en el espectro visible, por lo tanto, el flujo de fotones de la luz verde es: La radiación en el rango visible del espectro, en el caso de las plantas, se define como ¿ radiación fotosintéticamente activa ¿, PAR. Como el valor medio de longitud de onda para el rango visible es ¿ 0,51 mm, entonces, la energía de los fotones en este caso es: La energía de los fotones para la PAR es: y el flujo de fotones para la PAR es: De la radiación emitida por el Sol, la región del ultravioleta está entre los 100 y los 400 nanómetros, la del infrarrojo cercano está entre los 700 y los 4000 nanómetros y la visible está entre los 400 y los 700 nanómetros. A cada región le corresponde una fracción de la energía total incidente en la parte superior de la atmósfera distribuida así: 7,2% al ultravioleta; 47,2% al visible y 45,6% al infrarrojo.

• LEYES DE RADIACIÓN Para entender mejor cómo la energía radiante del Sol interactúa con la atmósfera de la tierra y su superficie, se deben conocer las leyes básicas de radiación, que son las siguientes: 1.
• Todos los objetos con temperatura mayor a 0°K emiten energía radiante, por ejemplo: el Sol, la Tierra, la atmósfera, las personas, etc.2.

Los objetos con mayor temperatura radian más energía total por unidad de área que los objetos más fríos (ver figura 4). Por ejemplo, el Sol con una temperatura media de 5800°K en su superficie emite aproximadamente 64 millones W/m 2, 165000 veces más energía que la Tierra (la cual emite cerca de 390 W/m 2 ) con una temperatura media en superficie de 288°K= 15ºC, cifra obtenida al utilizar la ley de Stefan-Boltzmann relacionando estas temperaturas (5800/288) elevadas a la cuarta potencia. Figura 4 Distribución Espectral de la energía radiada a partir de cuerpos negros a diferentes temperaturas 3. Los cuerpos con mayor temperatura emiten un máximo de radiación en longitudes de ondas, más cortas. Ejemplo, el máximo de energía radiante del Sol se produce en ~0,5 µm, mientras que para la Tierra en ~10,7 µm (ver Figura 2).4. Los objetos que son buenos absorbedores de radiación son también buenos emisores. Este es un principio importante para comprender el calentamiento en la atmósfera, porque sus gases son absorbedores y emisores selectivos en longitud de onda.

Así, la atmósfera es aproximadamente transparente (no absorbe) a ciertas longitudes de onda de radiación y aproximadamente opaca (buen absorbedor) en otras longitudes de onda. Un absorbedor perfecto se llama ¿cuerpo negro¿, que se define como un objeto ideal que absorbe toda la radiación que llega a su superficie.

No se conoce ningún objeto así, aunque una superficie de negro de carbono puede llegar a absorber aproximadamente un 97% de la radiación incidente. El Sol, la Tierra, la nieve, etc, bajo ciertas condiciones se comportan como un cuerpo negro. En teoría, un cuerpo negro sería también un emisor perfecto de radiación, y emitiría a cualquier temperatura la máxima cantidad de energía disponible.

MAGNITUDES RADIATIVAS Las magnitudes radiativas se clasifican en dos grupos según su origen, a saber, la radiación solar y la radiación terrestre. Radiación solar: Es la energía emitida por el Sol. Radiación solar extraterrestre: Es la radiación solar que incide en el límite de la atmósfera terrestre.

Radiación de onda corta: la radiación solar extraterrestre se halla dentro del intervalo espectral comprendido entre 0,25 y 4,0 µm y se denomina radiación de onda corta. Una parte de la radiación solar extraterrestre penetra a través de la atmósfera y llega a la superficie terrestre, mientras que otra parte se dispersa y/o es absorbida en la atmósfera por las moléculas gaseosas, las partículas de aerosoles y las gotas de agua y cristales de hielo presentes en las nubes.

1. Radiación solar directa: Esta radiación solar llega a la superficie de la Tierra, sin cambios de dirección.
2. Radiación solar difusa: es definida como la cantidad de energía solar que incide sobre una superficie horizontal desde todos los lugares de la atmósfera diferente de la radiación solar directa.

Radiación solar global: Es la cantidad de energía solar que incide sobre una superficie. La radiación solar global diaria es la cantidad de radiación global entre las seis de la mañana y las seis de la tarde (en algunos lugares del mundo y en determinados meses, este periodo se puede ampliar entre las cinco de la mañana y las siete de la noche) y sus valores oscilan entre 300 y 9800 W*h/m 2 al día.

Radiación solar reflejada: Radiación solar dirigida hacia arriba, tras haber sido reflejada o difundida por la atmósfera y por la superficie terrestre. Radiación terrestre: La radiación terrestre es la energía electromagnética de onda larga emitida por la superficie terrestre y por los gases, los aerosoles y las nubes de la atmósfera, y es también parcialmente absorbida en la atmósfera.

Para una temperatura de 300 ºK, el 99,99 por ciento de energía de la radiación terrestre posee una longitud de onda superior a los 5,0 mm y el intervalo espectral llega hasta los 100 mm. Para temperaturas inferiores, el espectro se desvía hacia ondas de longitud mayor.

Teniendo en cuenta que las distribuciones espectrales de la radiación solar y terrestre apenas se superponen, con frecuencia, se las puede tratar por separado en mediciones y cálculos. UNIDADES DE MEDIDA A. Radiación solar global La tasa de transferencia de energía por radiación electromagnética es llamada flujo radiante, el cual tiene unidades de energía por unidad de tiempo y es expresada como: F = dQ / dt Esta es medida en joules por segundos (equivalente a vatios que es una unidad de potencia eléctrica).

Por ejemplo, el flujo radiante del Sol es cercano a 3,86 x 10 26 vatios. El flujo radiante por unidad de área es llamado irradiancia (o densidad de flujo radiante). Esta magnitud de radiación instantánea está expresada en unidades de potencia por unidad de superficie. Este se expresa como: E = dQ / dt / dA y es medido en vatios por metro cuadrado. La irradiancia de la radiación electromagnética del Sol (el cual tiene un radio aproximado de 7 x 10 8 metros) esta dada por: 3,90 x 10 26 E (Sol) = – = 6,34 x 10 7 W m-2 4 (7 x 10 8 ) 2 Las cantidades de radiación son expresadas generalmente en términos de exposición radiante o irradiancia, siendo esta última una medida del flujo de energía (flujo radiante) recibida por unidad de área en forma instantánea, como se mencionó anteriormente, mientras que la exposición radiante es la medida de la radiación solar, en la cual la irradiancia es integrada en el tiempo como y cuya unidad es el kWh/m 2 por día (si es integrada en el día) ó MJ/m 2 por día. Por ejemplo, el piranometro de Bogotá mide la potencia promedio por metro cuadrado cada minuto (W/m 2 ). Estos valores se llevan a energía (en Wh/m 2 ) al integrarlos en el tiempo (en este caso en una hora).

La mejor manera de satisfacer las necesidades de exactitud es realizando observaciones cada minuto, incluso cuando los datos que finalmente se registrarán sean totales integrados para períodos de hasta una hora o más (ej. acumulados diarios). Los datos sencillos de un minuto pueden ser totales integrados o un flujo medio calculado entre seis o más muestras.

En la tabla 1 se presentan las conversiones más importantes utilizadas en el campo de la radiación. Tabla 1. Conversiones útiles para radiación

Unidad	Equivalencia
1 vatio (W)	1Joule/segundo (J/s)
1 Wh	3600 J
1 kWh	3,6 MJ
1 Wh	3,412 Btu
1 Caloría	0,001163 Wh
1 Caloría	4,187 Joule
1 Kcal/s	4,1868 kW
1 Kcal/h	1,163W
1 cal/cm 2	11,63 Wh/m 2
1cal/cm 2	1 langley (ly)
1 langley/min	0,06978 W/cm 2 =697,8 W/m 2
1 MJ/m 2	0,27778 kWh/m 2
1 MJ/m 2	277,78 Wh/m 2
1 MJ/m 2	23,88 cal/cm 2
1BTU	252 calorías
1BTU	1,05506 KJ
1 Joule	9,48×10-4 BTU
1 Btu/pie 2	0,271 cal/cm 2
1 cal/(cm 2 *min)	60,29 MJ/m 2 por día

Con relación a la exposición radiante, las exigencias de la Organización Meteorológica Mundial para las mediciones destinadas a los intercambios internacionales son de ± 0,4 MJ m -2 d -1 para valores = 8 MJ m -2 d -1 y de ±5 por ciento para valores > 8 MJ m -2 d -1, Para otras magnitudes de radiación no existen criterios aprobados oficialmente. Cabe señalar que, en la práctica generalmente es difícil obtener mediciones de buena calidad y para las operaciones de rutina sólo pueden lograrse con un equipo moderno, adecuadamente mantenido y calibrado. La mejor manera de satisfacer las necesidades de exactitud es realizando observaciones cada minuto, incluso cuando los datos que finalmente se registrarán sean totales integrados para períodos de hasta una hora o más. Los datos sencillos de un minuto pueden ser totales integrados, o un flujo medio calculado entre seis o más muestras.B. Radiación visible y ultravioleta Para algunas bandas espectrales, como la visible y la ultravioleta se utilizan las siguientes unidades, en particular:

Radiación visible o radiación activa en fotosíntesis (PAR, por sus siglas en inglés): instantánea (µE/cm²seg: donde E = Einsten) y la integrada (µEh/cm²). Radiación ultravioleta: instantánea (µW/cm²nm) y la integrada (µWh/cm²nm), en cada longitud de onda medida.

Tabla 2. Conversiones útiles para radiación visible y ultravioleta

Unidad	Equivalencia
1 µW/cm²	0,01 W m -2
1 klux	18 µmol m -2 s -1
1 W m -2	4,6 µmol m -2 s -1
1 klux	4 W m -2
1 µmol m -2 s -1	1 µE m -2 s -1
1 klux	18 µE m -2 s -1
1 W m -2	4,6 µE m -2 s -1
2174 W m -2	1 µE cm -2

C. Brillo solar La magnitud física de la duración del brillo solar o insolación es el tiempo. La unidad que se emplea generalmente es la hora. Con fines climatológicos, se utilizan expresiones tales como: “horas de Sol al día”, “horas de Sol efectivo en el día” u “horas de insolación diaria”.

También se hace referencia a la duración de la insolación extraterrestre posible (SDo) o a la duración de la insolación máxima posible (SDmax). Los promedios mensuales de horas de Sol al día se pueden multiplicar por los días del mes respectivo para obtener el promedio del acumulado de horas de Sol al mes.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA A. Radiación solar La radiación solar se mide en forma directa utilizando instrumentos que reciben el nombre de radiómetros y se puede estimar mediante modelos matemáticos que correlacionan la radiación con el brillo solar. Los radiómetros solares como los piranómetros o solarímetros y los pirheliómetros, según sus características (ver tabla 3), pueden servir para medir la radiación solar incidente global (directa más difusa), la directa (procedente del rayo solar), la difusa, la neta y el brillo solar.

Tipo de Instrumento	Parámetro de Medida
Piranómetro	i) Radiación Global, ii) Radiación directa, iii) Radiación difusa iv) Radiación solar reflejada. (usado como patrón nacional)
Piranómetro Espectral	Radiación Global en intervalos espectrales de banda ancha
Pirheliómetro Absoluto	Radiación Directa (usado como patrón nacional)
Pirheliómetro de incidencia normal	Radiación Directa (usado como patrón secundario)
Pirheliómetro (con filtros)	Radiación Directa en bandas espectrales anchas
Actinógrafo	Radiación Global
Pirgeómetro	Radiación Difusa
Radiómetro neto ó piranómetro diferencial	Radiación Neta
Heliógrafo	Brillo Solar

1. Piranómetro: es el instrumento más usado en la medición de la radiación solar (ver Figura 5). Mide la radiación semiesférica directa y difusa (la suma de estas dos es la radiación global) que se mide sobre una superficie horizontal en un ángulo de 180 grados, obtenida a través de la diferencia de calentamiento de dos sectores pintados alternativamente de blanco y negro en un pequeño disco plano.

Cuando el aparato es expuesto a la radiación solar, los sectores negros se vuelven más cálidos que los blancos. Esta diferencia de temperatura se puede detectar electrónicamente generándose un voltaje eléctrico proporcional a la radiación solar incidente. En la variación de la temperatura puede intervenir el viento, la lluvia y las pérdidas térmicas de la radiación al ambiente.

Por lo tanto, el piranómetro tiene instalado una cúpula de vidrio óptico transparente que protege el detector, permite la transmisión isotrópica del componente solar y sirve para filtrar la radiación entre las longitudes de onda que oscilan aproximadamente entre 280 y 2.800 nm. Figura 5. Piranómetros. (Fuente: Eppley, Kipp & Zonen, Thies Clima) De acuerdo a las especificaciones de la OMM existen varias clases de piranómetros, los cuales son clasificados por la ISO 9060 en: patrones secundarios, de primera y segunda clase. En la tabla 4 se presentan sus características.

Generalmente los de primera clase y los patrones secundarios emplean una termopila como elemento de detección. Los de segunda clase emplean típicamente las fotocélulas como el elemento de detección, son menos costosos que los otros tipos de piranómetros, pero la respuesta espectral del piranómetro fotovoltaico se limita al espectro visible.

Los piranómetros de primera clase y los patrones secundarios normalmente son los utilizados para medir la radiación solar global. Un ejemplo de piranómetro de primera clase es el piranómetro Blanco y Negro Eppley de la figura 5(a) y otro ejemplo de patrón secundario es el piranómetro espectral de precisión Eppley (PSP) (Ver figura 5(b)).

Características	Patrón Secundario	1ª Clase	2ª Clase
Sensibilidad (W/m -2 )	± 1	± 5	± 10
Estabilidad (% año)	± 0,8	± 1,8	± 3
Temperatura (%)	± 2	± 4	± 8
Selectividad (%)	± 2	± 5	± 10
Linearidad (%)	± 0,5	± 1	± 3
Constante de tiempo.	< 15s	< 30s	< 60s
Respuesta coseno (%)	± 0,5	± 2	± 5

El sensor en todas las estaciones satelitales del IDEAM es el piranómetro CMP 11 de la empresa alemana ADOLF THIES Gmbh & Co. KG, mostrado en la figura 5(c). Se pueden usar filtros en lugar de la bóveda de cristal para medir la radiación en diversos intervalos espectrales, por ejemplo: la radiación ultravioleta.

Para las aplicaciones que requieran datos de radiación ultravioleta no se deben emplear los piranómetros de principio fotovoltaico debido a que estos instrumentos no son sensibles a la radiación UV.2. Pirheliómetros: son instrumentos usados para la medición de la radiación solar directa. Esto se consigue colocando el sensor normalmente en el foco solar, bien manualmente o bien sobre un montaje ecuatorial.

Hay varios tipos de instrumentos que la OMM clasifica como patrones primarios y secundarios, a continuación, se describen los dos tipos de pirheliómetros.I. Pirheliómetro de Cavidad Absoluta. El instrumento posee dos cavidades cónicas idénticas, una externa, que se calienta al estar expuesta a la radiación solar, mientras la otra cavidad, oculta en el interior del instrumento, se calienta utilizando energía eléctrica hasta obtener una temperatura igual a la cavidad externa, asignándose el valor de la energía eléctrica consumida como el valor de la radiación solar incidente. Figura 6. Pirheliómetro de cavidad Absoluta, serie PMO-6. (Fuente: IDEAM) II. Pirheliómetros Secundarios. Son Instrumentos que miden la radiación solar directa, se calibran por ínter comparación con un Pirheliómetro de cavidad absoluta. Uno de los varios diseños existentes en el mundo es el pirheliómetro EPPLEY de incidencia normal de la figura 7, que posee un sensor de termopila compensada de bismuto-plata con 15 junturas y un tiempo de respuesta de aproximadamente 20 s. Figura 7. Pirheliómetro Eppley de incidencia normal (montado sobre un seguidor de Sol). (Fuente: IDEAM) Otro instrumento es el pirheliógrafo, el cual se utiliza para registrar la radiación solar directa (ver Figura 8). Este instrumento (en forma semejante a como mide el pirheliómetro) registra la radiación que proviene de un ángulo sólido pequeño y que incide en una superficie plana normal al eje de este ángulo. Figura 8. Pirheliógrafo. (Fuente: IDEAM) 3. Actinógrafo: es un instrumento para registrar la radiación global que funciona mediante un sensor termomecánico, protegido por una cúpula en vidrio. Está conformado por un arreglo bimetálico de dos superficies, una pintada de color negro para que absorba las ondas electromagnéticas de la radiación solar y la otra de blanco para que las refleje y así ocasionar diferencia de temperatura que permite formar curvatura en la placa negra que se amplifica por medio de palancas y se transmiten a un tambor movido por un mecanismo de reloj para describir una gráfica que registra los valores de radiación global.

La precisión de los valores de la radiación global que se obtienen con este instrumento es del orden de ± 8%. Estos instrumentos requieren de una calibración con un patrón secundario una vez por año. El actinógrafo se diferencia de un piranómetro por que el sensor es una lámina bimetálica y el del piranómetro es una termopila.

La Figura 9 muestra un actinógrafo Fuess, similar a los utilizados en Colombia por el IDEAM. Es de anotar que otras instituciones regionales como Cenicafé disponen de actinógrafos Belfor con precisiones de ± 6%. Figura 9 Actinógrafo bimetálico tipo Robitzsch-Fuess 58dc. (Fuente: RFUESS-MUELLER) 4. Radiómetro neto: diseñado para medir la diferencia entre la radiación ascendente y la descendente, a través de una superficie horizontal. La aplicación básica de un radiómetro neto es determinar la radiación diurna y nocturna como un indicador de la estabilidad. Figura 10. Radiómetro Neto de 4 Componentes SKU: LPNET14. (Fuente: DARRERA) 5. Heliógrafo: en la medición de la insolación o brillo solar se utiliza generalmente el heliógrafo de Campbell-Stokes, el cual es un instrumento relativamente sencillo, que detecta la luz solar cuando la energía de los rayos solares, concentrada mediante una lente, quema una cartulina especial.

Este instrumento registrador, proporciona las horas de Sol efectivo en el día (insolación o brillo solar) asociadas a los periodos de tiempo de radiación solar directa que superan un valor mínimo. La duración de la insolación correspondiente a un período determinado, se define como la suma de los subperíodos durante los cuales la irradiancia solar directa rebasa los 120 W/m 2,

El heliógrafo opera focalizando la radiación solar mediante una esfera de vidrio a manera de lente convergente, en una cinta con escala de horas (ver Figura 11), que, como resultado de la exposición a la radiación solar directa, se quema formando líneas, cuya longitud determina el número de horas de brillo del Sol. Figura 11. Heliógrafo CAMPBELL-STOKES. (Fuente: IDEAM) En localidades donde no se mida directamente la radiación solar global, es posible obtenerla a partir de los valores de horas de brillo solar, mediante un modelo de regresión lineal simple llamado Ångström Modificado.

El modelo se aplica a estaciones de brillo solar de la misma zona geográfica donde se mida simultáneamente radiación y brillo solar.6. Medición de la radiación solar difusa: Las mediciones de la radiación difusa se realizan con Piranómetros cuyo sensor es sombreado por una banda o disco, de manera que no deja pasar radiación solar directa.

El más tradicional utiliza la banda de sombra en forma de aro o semiaro, puesto de acuerdo con la declinación del Sol y la latitud del lugar. De esta manera, el sensor se protegerá de la radiación directa durante el día. La figura 12 ilustra uno de ellos. Figura 12. Piranómetro Con banda de Sombra Para la Medición Radiación Difusa. (Fuente: IDEAM) B. Radiación visible y ultravioleta El IDEAM ha establecido una red nacional para la vigilancia y monitoreo de la radiación ultravioleta, con cinco estaciones de superficie en el país, ubicadas en: Riohacha, Bogotá, Pasto, Leticia y San Andrés.

Los lugares fueron escogidos por su posición geográfica representativa, tomando en cuenta las variaciones latitudinales a lo largo del territorio nacional. Cada estación cuenta con un espectrorradiómetro con cuatro rangos espectrales de medida de la radiación ultravioleta para las bandas UV-A, UV-B y la banda integral de la radiación activa en fotosíntesis (PAR, por sus siglas en inglés).

El espectrorradiómetro utilizado es el ultravioleta Biospherical GUV-511 (ver figura 13a), el cual cuenta con cinco canales de medida distribuidos así: UV-B (305 nm), UV-B (320 nm), UV-A (340 nm), UV-A (380 nm) y el rango entre 400 nm y 700 nm que mide la radiación visible o activa en fotosíntesis (PAR). Figura 13. a) Dos de los Espectroradiómetros Biospherical GUV-511 utilizados por el IDEAM. b) Espectroradiómetro Biospherical GUV-2511 utilizado por la Fundación Universitaria Los Libertadores. El espectroradiómetro físicamente consiste en un sensor, con cinco canales a temperatura controlada, por medio de una interfase que también permite la comunicación con un computador personal.

Este instrumento ha sido utilizado con éxito en todo el mundo bajo las más adversas condiciones climáticas, siendo considerado como un sistema de punta en el monitoreo a largo plazo de la radiación ultravioleta y la radiación fotosintéticamente activa del espectro solar. La mayoría de las estaciones fueron instaladas en el año 1998, pero en la actualidad solo están funcionando las de San Andrés y Leticia.

Las otras estaciones, debido a diferentes circunstancias, han dejado de funcionar. Adicionalmente, el IDEAM administra una Red Nacional de Solmáforos en el país, la cual está conformada por siete (7) solmáforos. Seis de estos solmáforos fueron adquiridos a través del PNUD, en el marco de la implementación del Protocolo de Montreal, mientras que el séptimo fue instalado y donado al IDEAM por la empresa Scandinavia Pharma, como parte de su campaña de responsabilidad social.

1. CONSTANTE SOLAR En el tope de la atmósfera, a una distancia promedio de 150 x 10 6 Km del Sol, el flujo de energía de onda corta interceptada por una superficie normal a la dirección del Sol en vatios por metro cuadrado (W/m 2 ) es llamada constante solar.
2. Este valor da una idea de los valores que se registran en el tope de la atmósfera y de los que finalmente llegan a la superficie de la tierra durante el día como consecuencia de las ¿pérdidas¿ de radiación por fenómenos como la reflexión, refracción y difracción (procesos de atenuación) durante su trayectoria.

Midiendo su variabilidad en el espacio y en el tiempo sobre el globo se puede definir el forzamiento radiativo básico del sistema climático. La irradiancia solar que llega al tope de la atmósfera de la Tierra (I o, también denominada como irradiación solar total ¿ IST) puede ser calculada al asumir que el flujo solar es constante, por lo tanto: I o x 4 R es 2 = E (Sol) x 4 R s 2, donde R es es la distancia media entre la Tierra y el Sol (aprox.1,5 x 10 11 m) y R s es el radio solar (aprox.7 x 10 8 m). La irradiancia del Sol (E (Sol) ) está dada por: E (Sol) = dQ / dt / dA Donde dQ / dt es el flujo radiante del Sol, el cual es cercano a 3,86 x 10 26 vatios.3,86 x 10 26 E (Sol) = – = 6,34 x 10 7 W/m 2 4 (7 x 10 8 ) 2 Despejando se obtiene: I o = 6,34 x 10 7 (7 x 10 8 / 1,5 x 10 11 ) 2 = 1380 W/m 2 Según el Centro de Referencia Radiométrica Mundial (World Radiometric Reference – WRR) del Centro Mundial de Radiación (World Radiation Center – WRC), la constante solar tiene un valor aproximado de: I o = 1367 W/m 2 = 433,3 Btu/(ft 2 *h) = 1,96 cal/(cm 2 *min) con una desviación estándar de 1,6 W/m 2 y una desviación máxima de + 7 W/m 2,

1. El anterior valor es muy similar al definido por las mediciones tomadas durante la era espacial y que se muestran en la figura 14, donde se presenta la constante solar medida por satélites en W/m 2 durante el período 1978-2003.
2. En esta figura se observa, que la constante varía con el tiempo, así como un leve aumento en los mínimos de la misma.

También se aprecia el ciclo solar, en el cual cada 11 años se presenta un máximo en la constante. Figura 14. Valores de la constante solar medidos por medio de satélites. (Fuente: NASA) Aunque las variaciones en el flujo de energía de onda corta interceptada por una superficie normal a la dirección del Sol en W/m 2, a lo largo del ciclo solar de 11 años, no ascienden a más del 0,1% de la producción total del Sol, esa fracción tan diminuta sigue siendo importante.

1. Incluso las variaciones de corto plazo típicas de 0,1% en la irradiación solar incidente supera a todas las demás fuentes de energía (como la radiactividad natural en el núcleo de la Tierra) combinadas.
2. Es de particular importancia la radiación solar en el ultravioleta extremo (UVE), la cual alcanza su punto de mayor intensidad durante los años cercanos al máximo solar.

Dentro de la relativamente estrecha banda de las longitudes de onda del UVE, la producción solar varía no por un minúsculo 0,1%, sino por enormes factores de 10 o más. Esto puede afectar considerablemente la química y la estructura térmica de la atmósfera superior. Figura 15, Composición de los valores diarios de la Irradiancia Solar Total medidas por diferentes radiómetros desde el espacio y corregidas. Los valores de los promedios y los mínimos son dados en la escala original VIRGO y en su nueva escala absoluta.

Fuente: https://www.sws.bom.gov.au/Educational/2/1/12) Las variaciones de la constante solar dependen de la actividad solar asociada al número de manchas presentes en la superficie solar y a cambios en la distancia Tierra-Sol como consecuencia de la órbita elíptica terrestre. La intensidad de la energía solar varía inversamente propor­cional al cuadrado de la distancia al Sol, entonces en el movimiento de translación de la Tierra cambia la distancia Tierra-Sol durante el año originando una variación de la radia­ción solar extraterrestre incidente sobre una superficie normal al rayo solar como ilustra la Figura 16.

Específicamente la constante solar tiene la siguiente variación: I Afelio = 1308 W/m 2 I Perihelio = 1398 W/m 2 Analíticamente se puede determinar la radiación solar extraterrestre incidente mediante la expresión: Donde: R = Distancia Tierra-Sol I o = Constante solar R o = Distancia promedio Tierra-Sol (igual a una Unidad Astronómica = 149,46 x 10 6 Km). Figura 16. Variación de la radiación solar fuera de la atmósfera terrestre. (Fuente: Atlas solar 2005)

¿Quién creó la luz de dónde es?

El inventor «oficial» de la #luzeléctrica 💡 es el. norteamericano Thomas Alva Edison, quien el 22 de. octubre de 1879 tuvo éxito en su intento de iluminar.

¿Qué tipo de energía es la luz?

Energía electromagnética Son lo que conocemos como ondas electromagnéticas, que se propagan a través del espacio y se trasladan a la velocidad de la luz. El Sol es un ejemplo de ondas electromagnéticas que se pueden manifestar como luz, radiación infrarroja y también ondas de radio.

¿Qué es la luz energía?

¿Qué es y cómo se obtiene la energía luminosa? La luminosa, o también llamada lumínica, es la que generan y transportan las ondas de luz. En fotometría (ciencia que estudia la luz), la luminosa es la energía de luz visible, siendo la única energía que el ser humano puede puede ver.

Hay que diferenciarla de la energía radiante, que incluye aquellas formas de luz imperceptibles, como por ejemplo los rayos X. Antes de entrar en materia sobre esta energía en concreto, conviene saber primero a qué llamamos luz, La luz es energía que se transmite por medio de fotones en forma de onda electromagnética.

Por ello, es descrita también como un flujo de fotones que viajan en el vacío a la velocidad de 299792.458 m/s, precisamente la llamada ‘velocidad de la luz’, Por lo que la radiación, las ondas electromagnéticas y los fotones forman lo que comúnmente llamamos luz.

¿Por qué la luz es una onda?

¿La luz es onda o partícula? Aprendizaje esperado: d escribe la generación, diversidad y comportamiento de las ondas electromagnéticas como resultado de la interacción entre la electricidad y magnetismo, Énfasis : i dentificar las situaciones en las que la luz se comporta como onda y en cuáles como partícula,

• ¿Qué es la luz?
• ¿Cómo interacciona con la materia?

La luz ha sido fuente de admiración y estímulo para la experimentación desde tiempos muy remotos. Su naturaleza ha estado sujeta a gran especulación. El hombre siempre ha estado interesado en saber qué es la luz y por qué vemos las cosas. La evidencia más antigua que se conoce sobre la utilización de la luz, data del momento cuando nuestros antepasados aprendieron a manipular el fuego, que les permitía cocinar sus alimentos, proporcionarles calor e iluminarlos.

En la antigüedad sólo se veía a la luz como lo opuesto a la oscuridad. Se han encontrado espejos metálicos de bronce y cobre en estudios arqueológicos en Egipto, que datan del año 2900 antes de nuestra era. Estos indican que esas antiguas civilizaciones ya manipulaban la luz. Fueron los griegos quienes se dieron cuenta que existía una relación entre la fuente de luz, los objetos y nuestros ojos.

Empédocles, teorizaba que la luz era un flujo que provenía de los ojos del observador, y que este tocaba los objetos, muy parecido al sentido del tacto. Pitágoras de Samos y Leucipo, consideraban que la luz era algo que emanaba de los cuerpos luminosos en todas direcciones, este flujo de luz rebotaba en los objetos y al llegar a los ojos producía la sensación de la visión.

Incluso Platón propuso que la imagen que percibíamos era producto de la interacción de algo que salía de los ojos, de la fuente luminosa y del objeto que se observaba. Pero en lo que todos coincidían, era que la luz estaba formada por partículas, las cuales se movían en trayectorias rectas a gran velocidad.

Esa hipótesis, fue retomada por Isaac Newton. En el siguiente video, observarás algunas características de su teoría y de otras que se formularon.

1. ¿Existe la luz invisible? https://www.youtube.com/watch?v=yUeA4Cvb98w La teoría de Newton presentaba dificultades para explicar algunos fenómenos ópticos. Todos los fenómenos ópticos eran atribuidos a las interacciones mecánicas entre las partículas, tales como atracciones, repulsiones y choques. Es decir, la reflexión, la refracción y la difracción. Para que te quede más claro lo anterior, observa el siguiente video.
2. Ondas electromagnéticas. https://www.youtube.com/watch?v=kULLeGOQOyo&t=78s En el video anterior, sólo se explica la reflexión y la refracción, pero ¿qué es la difracción? La difracción es la propiedad que poseen las ondas para rodear un obstáculo, cuando su propagación es interrumpida parcialmente. Por ejemplo, imagina que estás afuera de un cuarto, justo al lado de una puerta abierta. Y que hay una persona que te está hablando desde dentro de la habitación. Si no fuera por la difracción, las ondas de sonido que emite la persona que está adentro no llegarían a ti. Lo que ocurre, es que las ondas rodean el obstáculo y siguen su propagación. Entonces como Newton decía que las partículas de luz se mueven en línea recta, no podían tener difracción. Para poder sortear estas dificultades, Newton agregó interacciones entre sus partículas y el supuesto medio de propagación de la luz, y también con los materiales con los que interactuaban.
   

   Algo que explicaba Newton de manera más o menos satisfactoria, era por qué ocurría la separación de colores cuando la luz atravesaba un prisma. Decía que las partículas de cada color eran de diferente tamaño y al pasar por el prisma se separaban. La fama de Newton provocó que su teoría sobre la naturaleza de la luz, se considerara como verdadera a pesar de las fallas que tenía.

   Todos esos fenómenos tan confusos y rebuscados en la teoría corpuscular de Newton eran explicados de forma más sencilla en la teoría de Huygens, ya que estaba basada en ondas, y utilizando esa premisa no tenían que buscarse tantas interacciones extras.

   • Huygens creía que la luz emitida por una fuente luminosa estaba formada por ondas, como las que aparecen cuando se deja caer un objeto en un recipiente con agua.
   • Huygens pensaba que la luz se propagaba por medio de ondas mecánicas emitidas por una fuente de luz.
   • Como eran ondas mecánicas, necesitaban de un medio material por el cual propagarse, pero no se podía tocar ni ver.

   A este medio se le llamó éter. Otro científico que apoyaba la teoría ondulatoria era Robert Hooke, sus trabajos fueron la base sobre la que Huygens construyó su teoría. Sin embargo, a la muerte de Hooke, las ideas de Huygens quedaron en el olvido. No fue hasta principios del siglo XIX, cuando se observó el fenómeno de interferencia en la luz.

   • Éste es un fenómeno característico del movimiento ondulatorio, y el hecho de observarlo con haces luminosos era una evidencia favorable para el modelo ondulatorio.
   • Cuando dos ondas se encuentran, interactúan entre sí.
   • Pueden sumarse o restarse.
   • Por ejemplo, si dejas caer dos piedras en un recipiente grande con agua, observarás que las ondas que provoca cada piedra interactuarán entre ellas.

   Se crearán patrones donde en algunas zonas las ondas se eliminan y en otras no, llamados patrones de interferencia. Entonces es posible observar ese fenómeno con la luz, con el experimento de la doble rendija. En la teoría corpuscular, si las partículas que emanan de una fuente de luz pasan a través de dos huecos, formarán un patrón de iluminación de dos líneas, porque es la luz que pasa por esas rendijas.

   • Entonces si se proyecta la luz sobre alguna pantalla, deberías ver dos líneas iluminadas.
   • Sin embargo, en 1801 el médico y físico Thomas Young, realizó el experimento de la doble rendija con un haz de luz y lo que observó no fueron dos líneas iluminadas.
   • Lo que pudo ver fue un patrón de líneas iluminadas y oscuras.

   Como el que se muestra en la siguiente imagen. Ese patrón de líneas iluminadas y oscuras, sólo se podría lograr si la luz fuera una onda. En 1862, sucedió un acontecimiento importante, que terminó con la disputa de más de 150 años entre los dos modelos. El físico francés León Foucault logró medir la velocidad de la luz, en el aire y el agua.

   Comprobando que la luz viajaba a menor velocidad en el agua. Esto contradecía la teoría de Newton acerca de la naturaleza de la luz, y sus ideas tuvieron que ser rechazadas definitivamente, ya que contradecían los resultados experimentales. En 1864, el físico escocés James Clerk Maxwell, explicó que los fenómenos eléctricos están relacionados con los fenómenos magnéticos.

   Los trabajos de Maxwell también indicaban que el éter no existía. Esto fue demostrado experimentalmente en 1887 por Albert Michelson y Edward Morley. A partir de ese hecho, se acepta la idea de que las ondas electromagnéticas, como la luz, se propagan sin necesidad de un medio y, por lo tanto, también lo hacen en el vacío. El segundo fenómeno era la emisión y absorción atómica de luz. La emisión ocurre cuando un gas es calentado. Los átomos del gas emiten luz de colores específicos dependiendo del tipo de elemento que se observara. En la absorción, se hace pasar luz blanca por un gas y se analizan los colores que el gas dejaba pasar. Esos fenómenos no podían ser explicados con la teoría ondulatoria. Pero por suerte, se contaba con la teoría cuántica de Max Planck. A groso modo indicaba que los electrones podían moverse entre los niveles de energía atómicos, si recibían o emitían una cantidad determinada de energía, a la cual le llamaban “cuanto”.

   Es decir, si un electrón recibía un “cuanto” de energía, podía subir un nivel. Y si bajaba de nivel, era porque emitía un cuanto de energía. Con la ayuda de las ideas de Planck, Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico. El cuanto de luz recibió el nombre de fotón y estos eran partículas. Además, utilizando los fotones, se pudieron explicar también los fenómenos de emisión y absorción.

   Entonces se adoptó la idea de que la luz se comportaba como onda electromagnética en los fenómenos de propagación, interferencia, refracción y difracción. Pero se comportaba como partícula cuando interactuaba con la materia. Este fenómeno de la luz como onda o como partícula, puedes observarlo en una cámara fotográfica. Entonces, como la luz pasa por un sistema de lentes y sufre refracciones y reflexiones, en esa parte se comporta como onda. En las cámaras que utilizan rollo fotográfico, la película consiste en una emulsión de granos de halogenuro de plata cristalino, que absorben la energía de cada fotón que llega. Esta energía activa los cristales de todo el grano y con el revelador se completa el proceso fotoquímico, produciendo así nuestra foto favorita. Mientras que, en las cámaras digitales, los foto-receptores detectan la energía de los fotones, y producen una corriente eléctrica que es interpretada como un color por el programa que construye la imagen en la pantalla del dispositivo. Cada foto-receptor, será un pixel en la imagen. Y en estas interacciones la luz se comporta como partícula. De ese mismo modo funcionan nuestros ojos. La luz entra en forma de onda por nuestro cristalino y se refracta, ya que el cristalino hace la función de una lente. Y la luz, ya como partícula, interacciona con las células receptoras que se encuentran en nuestra retina. Esas células, mandan impulsos eléctricos a través del nervio óptico al cerebro, y este último lo interpreta como una imagen. Ahora ya sabes que la luz tiene naturaleza ondulatoria y de partícula. También conociste un poco de cómo interactúa con la materia, intercambiando fotones con los átomos. Esa interacción es también responsable de los colores que se pueden observar. Entonces, cuándo percibimos que algo es de un color determinado, es porque sus átomos absorbieron la luz de todos los colores, pero sólo emitieron la del color que se observa. Los objetos de color negro absorben toda la energía, pero no la dejan salir. Por eso no se ve ningún color. Por otro lado, las cosas de color blanco emiten todos los colores de luz. Para observar ese comportamiento, observa el siguiente video.

3. Video. Experimento. La luz como onda.

https://youtu.be/VI6qt9bwgx8 Con esto, concluyes la sesión. Si deseas conocer más al respecto, puedes consultar tu libro de texto de Física. El r eto de h oy: Retoma las preguntas del inicio. Si es necesario corrígelas o amplía lo que habías escrito.

• ¿Qué es la luz?
• ¿Cómo interacciona con la materia?

También, realiza un mapa mental del fenómeno de la luz, en donde menciones cuándo actúa como onda y cuándo como partícula. Recuerda que puedes construir un mapa mental con dibujos del tema, acompañados de algunas ideas breves. No olvides compartir lo que aprendiste en esta sesión con tu familia. ¡Buen trabajo! Gracias por tu esfuerzo. Para saber más: Lecturas https://www.conaliteg.sep.gob.mx/

¿Cómo se escribe lus o luz?

Sustantivo femenino

Singular	Plural
luz	luces

¿Qué es la luz en lo espiritual?

De Wikipedia, la enciclopedia libre

En este artículo sobre filosofía y religión se detectaron varios problemas. Por favor, edítalo para mejorarlo: Este aviso fue puesto el 3 de diciembre de 2007.

Vicente Carducho : El éxtasis de Jean Birelle (1626-1632). Monasterio del Paular, La iluminación es un concepto filosófico y espiritual que puede ser abordado desde múltiples perspectivas. En su acepción más habitual significa «adquisición de entendimiento».

La iluminación intelectual (en alemán, Aufklärung ). En este sentido, es esclarecimiento interior, es poner en claro, llegar al fondo y dilucidar un asunto o una doctrina.

La iluminación espiritual (en alemán, Erleuchtung ) es la experiencia de lo divino, Esta experiencia se manifiesta en paz, amor, felicidad o sentido de unidad con el universo. Es un esclarecimiento interior.

En algunos contextos se utiliza el término autorrealización,

¿Qué es la luz en la Biblia?

La oscuridad en el cuarto Evangelio – «En los escritos de Juan, caminando en la oscuridad no significa cometer actos de pecado, sino más bien rechazar el mensaje de la vida eterna de Dios a través de Cristo». ​ Los que definen la oscuridad como el pecado también definen la luz como bondad y justicia.

Sin embargo, en el Evangelio de Juan, la luz nunca se define como justicia. La luz se define como la vida, como se ve en Juan 1:4 : «En él estaba la vida, y la vida era la luz de los hombres». Aquellos que tengan fe por medio de Él, tendrán vida eterna. Esta «vida» es un don que Jesús trajo de Dios en un mundo moribundo.

En Juan, «la oscuridad está presente en la ausencia de luz; la ausencia de la vida eterna», y la oscuridad se refiere a la muerte, espiritualmente. ​ Los que caminan en la oscuridad no tienen vida eterna, ya que no se conocen a Dios. La única manera de recibir la «vida» es conocer la luz a través de Dios y sus promesas.

El Evangelio de Juan presenta a Nicodemo como fariseo ( Juan 3:1 ), «maestro de Israel» ( Juan 3:10 ), por lo que el evangelista resume en él a los judíos eruditos que conocían la Ley, El evangelista insiste en mencionar que Nicodemo fue a Jesús «de noche» ( Juan 3:1-2 ; Juan 7:50 ; Juan 19:39 ). Se trata de un significado simbólico: el diálogo de Nicodemo con Jesús se desarrolló «en la oscuridad», como el de alguien que no capta todavía el verdadero significado de la persona de Jesús.

Sin embargo, el evangelista señala que «en la noche», Nicodemo fue a Jesús. Con ello lo diferencia de personajes como Judas Iscariote quien, durante la última cena, se alejó de Jesús «hacia la noche» ( Juan 13:21-30 ).

¿Qué es la luz natural?

Los colores de la iluminación natural proveniente del sol – La luz reflejada por el sol en las nubes se dispersa en la estratósfera creando el cielo azul. Los seres humanos podemos ver las plantas verdes debido a que se refleja la luz hacia nosotros. Existe una gran variedad de tonalidades que se dispersan en la atmósfera, es tan lento el proceso de cambio que no nos percatamos de la gran variedad de colores que se producen.

• ​ Integración de Iluminación natural en la arquitectura es la práctica de colocar las ventanas u otras aberturas y superficies reflectantes a fin de que durante el día la luz natural ofrezca una eficaz iluminación interior.
• Se presta especial atención a la iluminación natural en el diseño de un edificio, cuando el objetivo es maximizar el confort visual y para reducir el uso de energía eléctrica,

El ahorro de energía puede lograrse, ya sea a partir de la reducción del uso de la iluminación artificial, a partir de energía solar pasiva o de calefacción o refrigeración, Iluminación natural es un término técnico dado por siglos, independientemente de la geografía y la cultura.

Durante el siglo XX los arquitectos encontraron que se estaba haciendo un uso inadecuado y reformularon el concepto, generando una línea de investigación que se volcó en bibliografía específica. En el presente siglo con cuestiones tales como el calentamiento global y la necesidad de reducir drásticamente la demanda de energía el tema tiene una gran vigencia.

No hay luz directa del sol sobre la pared lateral polar de un edificio desde el equinoccio de otoño al equinoccio de primavera en las partes del mundo al norte del Trópico de Cáncer y en partes del mundo al sur del Trópico de Capricornio, Tradicionalmente, en estos sitios con cielos mayormente nublados, las casas fueron diseñadas con un mínimo de ventanas en el lado polar, pero más grandes en el lado ecuatorial.