Historia de los patrones de fotometría

Historia de los patrones de fotometría

Sabías que los primeros patrones de Intensidad Luminosa fueron velas de sebo o parafina, lo que dio lugar al nombre de su unidad: La candela (cd)

 

La fotometría es la medición de las radiaciones luminosas susceptibles de estimular el ojo humano. La necesidad de medir la luz con cierta precisión surgió hasta el siglo XX, momento en que se hizo imprescindible para el desarrollo de iluminación artificial y la fotografía.

Los primeros patrones de Intensidad Luminosa fueron velas de sebo o parafina, lo que dio lugar al nombre de su unidad: La candela (cd). Con el tiempo, y a medida que se fueron fabricando las primeras lámparas de aceite, queroseno, gas, etc., la candela se fue definiendo a partir de estas nuevas fuentes de luz algo más estables. Una de las primeras en entrar en los laboratorios fue la lámpara de aceite de colza, que funcionaba con mecha. Fue utilizada en 1900 por Dumas y Regnault en sus estudios fotométricos, pero presentó serios problemas de consistencia tan pronto como se comenzó a comparar los resultados obtenidos por distintos investigadores.

Posteriormente, aparecieron las lámparas de queroseno y de gas de carbón, que también presentaron problemas de consistencia. En 1877 se propuso usar la lámpara de Harcourt, pero se descubrió que ésta dependía de la presión barométrica y de factores ambientales como la humedad y fue hasta 1909 que se definió la Candela Internacional a partir de una lámpara de filamento de carbón.

Sin embargo, era necesario definir un patrón que fuera estable y fácil de reproducir por lo que se pensó en la radiación de un cuerpo sometido a una temperatura determinada, y en 1980 fue aceptada la idea de Jules Violle que consistía en utilizar el punto de fusión del platino como punto de referencia. La candela quedó entonces definida como: “La luz emitida por un centímetro cuadrado de platino a la temperatura de solidificación”. Este patrón también tuvo sus inconvenientes debido a variaciones encontradas en el punto de fusión del platino como consecuencia de la presencia de sustancias contaminantes.

Por el año de 1948, la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) llegó a una definición más estable “la intensidad luminosa emitida en la dirección perpendicular por la radiación de un cuerpo negro a la temperatura de congelación del platino (2045 K) a través de una superficie de 1/600 000 m2, sometida a una presión de 101 325 N/m2”.

Para la realización práctica de la candela se necesita un radiador completo o cuerpo negro que emita a la temperatura de la fusión del platino. La radiancia espectral se calcula a partir de la Ley de Planck.

La puesta en funcionamiento de un radiador completo exige un gasto económico muy grande, por lo que la mayoría de los laboratorios responsables de las medidas fotométricas tuvieron que resignarse a utilizar como patrones fotométricos (patrones secundarios) lámparas calibradas en otros laboratorios..

Los avances científicos y tecnológicos y la necesidad de mediciones más exactas exigieron nuevas modificaciones en la definición de la candela, para dotar al patrón correspondiente de mayor exactitud y estabilidad.

La aparición de los radiómetros criogénicos y de los fotodetectores cuánticos, con sus excelentes características de linealidad, estabilidad, bajo ruido y constancia en el tiempo, los hacen ideales para patrones de medida de la energía radiante. Convierten directamente la energía radiante recibida en energía eléctrica, medible fácilmente con mucha exactitud. Permiten además, eliminar el paso intermedio a través de la Escala Termodinámica de Temperatura, paso que introduce las incertidumbres más graves en la realización práctica de la candela a partir del radiador planckiano.

Todas estas posibilidades han tenido como consecuencia que la Conferencia General de Pesas y Medidas haya aprobado en 1979, la nueva y vigente definición de la candela en términos radiométricos y realizable a partir de un radiómetro absoluto:

“La candela es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite radiación monocromática de 540 x 1012 Hz de frecuencia y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 W sr-1”.

En la actualidad el Patrón Nacional de Fotometría, la candela se encuentra en el Centro Nacional de Metrología en Querétaro.

El hecho de que el patrón fotométrico se base en un detector de radiación y no en un emisor, aconseja sustituir como unidad fundamental de fotometría en el sistema S.I. a la candela, unidad de intensidad luminosa, por el lumen, unidad de flujo luminoso. Sin embargo, no se ha hecho por razones de continuidad histórica y conveniencia internacional.

Te recomendamos visitar la siguiente página para conocer más sobre el patrón de fotometría del CENAM http://www.cenam.mx/publicaciones/descargas/PDFFiles/cnm-pnf-4.PDF

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