1. Quais são os termos básicos usados para descrever os parâmetros ópticos de uma fonte de luz?
Geralmente, os parâmetros que descrevem a luz emitida por uma fonte luminosa incluem luminância, fluxo luminoso, intensidade luminosa e iluminância, conforme mostrado no diagrama abaixo.
O fluxo luminoso é a quantidade de luz emitida por uma fonte luminosa por unidade de tempo, medida em lúmens (lm). Essa grandeza descreve a quantidade total de luz emitida pela fonte; quanto maior o fluxo luminoso, mais luz ela emite. É diretamente proporcional à potência da luz.
O fluxo luminoso emitido por uma fonte de luz por unidade de ângulo sólido em uma determinada direção é definido como a intensidade luminosa da fonte de luz nessa direção, medida em candelas (cd). A intensidade luminosa refere-se a uma fonte de luz pontual e descreve o quão brilhante a fonte de luz é. Quanto maior a intensidade luminosa, mais brilhante a fonte de luz parece e, sob as mesmas condições, os objetos iluminados por essa fonte de luz também parecerão mais brilhantes.
Luminância refere-se à grandeza física que descreve a intensidade da luz emitida pela superfície de uma fonte luminosa. Quando o olho humano observa uma fonte de luz a partir de uma determinada direção, a razão entre a intensidade luminosa nessa direção e a área da fonte de luz percebida pelo olho é definida como luminância por unidade de área projetada, ou seja, a intensidade luminosa por unidade de área projetada. A unidade de luminância é a candela por metro quadrado (cd/m²). Luminância é a percepção humana da intensidade da luz.
A iluminância refere-se ao fluxo luminoso recebido por unidade de área de uma superfície iluminada, medido em lux. A iluminância é um importante indicador das condições ambientais. Em uma noite de luar, a iluminância é tipicamente de 0,02 a 0,3 lux; em um dia nublado, a iluminância externa é tipicamente de 50 a 500 lux; e em um dia ensolarado, a iluminância interna é tipicamente de 100 a 1000 lux. A iluminância necessária para leitura é geralmente de 50 a 60 lux.
2. O que é uma curva de distribuição de luz? Por que a distribuição de luz é necessária?
Uma curva de distribuição de luz é uma curva que descreve a distribuição espacial da intensidade luminosa de uma fonte de luz ou luminária. Ela registra informações como o fluxo luminoso, o número de fontes de luz e a potência da luminária. Podemos imaginar colocar uma lâmpada ou fonte de luz no centro de uma esfera no espaço e, em seguida, medir a intensidade luminosa em uma seção transversal que passa pelo centro para obter a curva de distribuição de luz. Naturalmente, para melhor compreender a distribuição espacial da luz emitida pela fonte de luz ou lâmpada, podemos medir os dados de intensidade luminosa em múltiplos ângulos espaciais.
(A curva de distribuição de luz reflete a distribuição espacial da intensidade luminosa da fonte de luz ou lâmpada.)
Quando uma fonte de luz emite luz, os raios luminosos se propagam em todas as direções. Para utilizar uma fonte de luz para a iluminação desejada, são necessários mecanismos específicos para controlar a luz, reajustando sua distribuição espacial para alcançar o efeito desejado. Esse controle é chamado de distribuição de luz.
3. Como o espectro de um LED difere do espectro de outras luminárias?
Um espectro é o padrão de luz monocromática dispersa por um sistema dispersivo (como um prisma ou uma grade de difração) e organizada sequencialmente de acordo com o comprimento de onda (ou frequência). Também é chamado de espectro óptico. O espectro eletromagnético completo inclui ondas de rádio, radiação infravermelha, radiação ultravioleta e raios X. Eles diferem em comprimento de onda. A maior parte do espectro, o espectro visível, é a porção do espectro eletromagnético visível ao olho humano, com comprimentos de onda entre 400 e 760 nanômetros constituindo a luz visível típica.
Atualmente, a maioria dos LEDs utiliza um chip de LED azul para excitar um ou mais fósforos, misturando a luz azul com a luz emitida pelo fósforo para produzir luz branca. Portanto, o espectro de um LED típico geralmente apresenta mais de dois picos, enquanto outras faixas de comprimento de onda têm intensidade radiante relativamente baixa.
(Diferenças entre os espectros de LED e os de outras luminárias)
4. O que é temperatura de cor? Que sensações diferentes temperaturas de cor evocam?
A temperatura de cor é uma medida da cor (superfície de cor) de uma fonte de luz. Quando a cor emitida por uma fonte de luz é a mesma que a cor emitida por um corpo negro a uma determinada temperatura, a temperatura do corpo negro nessa temperatura é definida como a temperatura de cor da fonte de luz, expressa em Kelvin (K). Como a maioria das fontes de luz emite luz comumente chamada de luz branca, a temperatura da superfície de cor ou temperatura de cor correlacionada de uma fonte de luz é usada para indicar o grau em que sua cor de luz é relativamente branca, quantificando o desempenho da cor da luz da fonte. O lugar geométrico do corpo negro no sistema de coordenadas de cor CIE mostra o processo de um corpo negro mudando de vermelho para vermelho-alaranjado, para amarelo, para branco-amarelado, para branco e para branco-azulado, conforme mostrado no diagrama abaixo.
(Diferentes temperaturas de cor evocam diferentes sentimentos.)
Diferentes temperaturas de cor das fontes de luz resultam em diferentes cores de luz: temperaturas de cor mais altas produzem uma luz mais azulada, comumente conhecida como luz branca fria; enquanto temperaturas de cor mais baixas produzem uma luz mais avermelhada, comumente conhecida como luz branca quente. Temperaturas de cor abaixo de 3300K criam uma atmosfera estável e aconchegante; temperaturas de cor entre 3000 e 5000K são consideradas intermediárias e proporcionam uma sensação refrescante; temperaturas de cor acima de 5000K criam uma sensação de frescor. Diferentes cores de luz provenientes de diferentes fontes de luz criam o ambiente ideal.