La potencia en una vía se mide en vatios: la potencia visible en lúmenes
La potencia en la vía de calentamiento por radiación se mide en vatios. Eso es sencillo y se suele llamar potencia radiante. Más complejo es pensar en el flujo o caudal que atraviesa una zona concreta: el número de vatios por metro cuadrado. A esto se le llama flujo radiante.
Sin embargo, ninguno de ellos tiene en cuenta la sensibilidad del ojo a las diferentes frecuencias, por lo que no pueden ser realmente medidas de luminosidad. Tanto la potencia radiante como el flujo radiante podrían ser muy elevados y, sin embargo, no se podría ver nada, porque todas las frecuencias quedan fuera del rango visible. La energía desplazada por los fotones en el haz no coincide con la energía necesaria para desencadenar los procesos en su ojo que le permiten ver.
Hay una serie de medidas (utilizadas en fotometría) que están sintonizadas con el ojo estándar que puede encontrar. Esta es un área compleja, y aquí se trata una selección destacada.
La potencia de la luz detectada por el ojo humano es un buen punto de partida, y es el análogo de la potencia radiante, ajustada para el ojo humano. Se mide en lúmenes. Al comprar una bombilla, es aconsejable optar por el mayor número de lúmenes por vatio que se pueda encontrar, y así maximizar la proporción de fotones visibles: fotones invisibles. O, como se explica en el tema SPT: Energía y electricidad, la mayor parte de la energía estará en la vía de la iluminación y sólo un poco en la vía de la calefacción.
El lux es una unidad que mide la luminosidad detectable
El lumen no te habla de la luminosidad, porque la luminosidad se refiere al flujo de fotones detectables por unidad de superficie, y existe un equivalente fotométrico del flujo radiante (wattmetre2) o 1 W m-2) para realizar esta función. Esto es el lux. Un lux es 1 lumen metro-2. Es más probable que lo encuentre en las especificaciones de la sensibilidad de los dispositivos electrónicos de imagen (como las cámaras de vídeo).
Los sensores muy sensibles sólo necesitan unos pocos luxes para funcionar, ya que recogen sólo unos pocos fotones. Un sensor menos sensible puede compensar aumentando su área, como hace la pupila de su ojo cuando la luz se atenúa.
Los luxes son el equivalente moderno de la potencia de las velas
Hay un paso más de interés aquí. Al igual que la potencia es lo que más interesa al ser humano en situaciones prácticas (recordemos la unidad caballo de vapor, para saber a cuántos caballos podía sustituir una máquina de vapor recién estrenada), la iluminación es lo que más interesa cuando la ponemos a funcionar. La candela cumplió durante muchos años la misma función que el caballo de vapor como unidad de intensidad luminosa. Tomemos una vela estándar -de tamaño y constituyentes fijos- y comparemos su potencia con la fuente que hay que calibrar. La intensidad luminosa de una fuente depende de la potencia emitida en una determinada dirección, ya que normalmente nos interesa iluminar algo, no sólo alumbrar.
La unidad moderna es la candela. Si una fuente es de 1 candela, de manera uniforme en todas las direcciones, entonces emite una potencia luminosa de 4PI lúmenes. La candela es ahora una de las seis unidades básicas del SI, con las que se relacionan todas las demás, por lo que se ha llegado a la base operativa sobre la que se construye todo el sistema de unidades. Parece un buen lugar para detenerse, antes de que las cosas se compliquen demasiado.
Estas son las unidades base:
| cantidad | unidad | símbolo |
|---|---|---|
| longitud | metro | m |
| masa | kilogramo | kg |
| tiempo | segundo | |
| corriente eléctrica | amperios | A |
| temperatura termodinámica | kelvin | K |
| cantidad de sustancia | mole | mol |
| intensidad luminosa | candela | cd |
La candela se utiliza para definir el lumen, y el lumen para definir el lux.
Las candelas no han sido del todo desterradas: los astrónomos siguen refiriéndose a las velas estándar. Se trata de objetos de brillo conocido. A partir de esto y de la intensidad detectada en la Tierra pueden calcular la distancia a la que se encuentran estos objetos, siguiendo la ruta candela-lumens-lux.