Intensidad luminosa: definición en fotometría y unidad (candela)
Descubre qué es la intensidad luminosa en fotometría, cómo se mide según la función de luminosidad y por qué la candela (cd) es la unidad del SI.
En fotometría, la intensidad luminosa es una medida de la potencia ponderada por la longitud de onda emitida por una fuente de luz en una dirección particular por unidad de ángulo sólido, basada en la función de luminosidad, un modelo estandarizado de la sensibilidad del ojo humano. La unidad del SI de la intensidad luminosa es la candela (cd), una unidad base del SI.
Definición y concepto
Más formalmente, la intensidad luminosa Iv en una dirección determinada se define como el flujo luminoso dΦv emitido por la fuente hacia un ángulo sólido dΩ en esa dirección, es decir:
Iv = dΦv / dΩ
El carácter direccional de la magnitud es importante: dos fuentes con el mismo flujo luminoso total pueden tener intensidades luminosas muy distintas si distribuyen la luz de forma diferente (una fuente muy dirigida tendrá mayor intensidad en su eje).
Relación con la radiometría y la función de luminosidad
La fotometría traduce magnitudes radiométricas (basadas en energía) a magnitudes perceptivas (basadas en la sensibilidad del ojo). Para ello se usa la función de luminosidad V(λ) representativa de la visión fotópica humana (CIE 1931), que asigna mayor peso a las longitudes de onda cercanas a 555 nm, donde el ojo es más sensible.
Si Ie(λ) es la intensidad radiante espectral (en W·sr−1·nm−1), la intensidad luminosa se obtiene integrando la contribución espectral ponderada por V(λ):
Iv = Km · ∫0∞ Ie(λ) · V(λ) dλ
donde Km es la eficacia luminosa máxima del ojo humano para radiación monocromática de referencia (Km = 683 lm·W−1).
Unidad: la candela (cd)
La candela es la unidad SI de intensidad luminosa. En la definición actual del SI se fija el valor numérico de la eficacia luminosa Km para la radiación monocromática de frecuencia 540×1012 Hz (aprox. 555 nm) en 683 lm·W−1. Equivalentemente, la candela puede describirse históricamente así: es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540×1012 Hz con una intensidad radiante de 1/683 W·sr−1.
El ángulo sólido se mide en steradianes (sr); una esfera completa subtiene 4π sr.
Relación con otras magnitudes fotométricas
- Flujo luminoso (Φv): medida total de luz emitida por la fuente en todas las direcciones, en lúmenes (lm). Iv = dΦv/dΩ.
- Iluminancia (E): flujo por unidad de área sobre una superficie, en lux (lx), donde 1 lx = 1 lm·m−2. No debe confundirse con la intensidad luminosa, que es por unidad de ángulo sólido.
- Luminancia (L): flujo emitido o reflejado por unidad de área proyectada y por unidad de ángulo sólido, en cd·m−2.
Cálculo y medición
Para medir intensidad luminosa se emplean fotómetros orientables y goniophotómetros que registran la distribución angular de la luz. En laboratorio también se puede medir el flujo luminoso total con una esfera integradora y derivar intensidades para geometrías conocidas.
Ejemplos orientativos
- Una vela aproximadamente: ~1 cd (de ahí el nombre candela, lat. “vela”).
- Pequeños indicadores LED: 0,01–1 cd.
- Linternas portátiles: decenas a miles de cd, según diseño óptico.
- Faros de automóvil (haz): 104–106 cd en el eje del haz; reflectores y luminarias muy dirigidas alcanzan valores aún mayores.
Observaciones finales
La intensidad luminosa es una magnitud fotométrica fundamental para describir cuán brillante aparece una fuente en una dirección concreta y es distinta de la potencia radiada total. Su definición incorpora la respuesta espectral del ojo humano, por lo que es útil en aplicaciones de iluminación, diseño de luminarias, normativas y evaluación de seguridad visual.
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