Flusso luminoso

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Il flusso luminoso, indicato con la lettera greca φ (phi), è una grandezza fotometrica che rappresenta la quantità di energia luminosa emessa da una sorgente primaria o secondaria (che trasmette o riflette la luce proveniente da una sorgente primaria) nell’unità di tempo (secondo). La sua unità di misura è il lumen (lm) che corrisponde alla quantità di luce fornita in un secondo da una radiazione elettromagnetica di lunghezza d’onda λ = 555 nm (ricordiamo che la massima sensibilità dell’occhio umano si ha in condizioni di visione fotopica in corrispondenza dei 555 nm) e flusso energetico di 1/683 W (un watt di potenza radiante con una lunghezza d’onda di 555 nm equivale ad un flusso luminoso di 683 lumen). Se non fosse che l’occhio umano risponde a sollecitazioni provocate da radiazioni con lunghezze d’onda contenute in un determinato campo, per misurare il flusso luminoso si potrebbero comodamente utilizzare i watt assorbiti (la natura energetica della luce ci porta a considerare l’emissione luminosa come una potenza).

Il flusso luminoso però acquista significato solo in quanto stimola un organo visivo con peculiari caratteristiche di ricezione energetica e che pertanto non può essere considerato uno strumento di rilevazione sufficientemente fedele e attendibile. Per questi motivi nel calcolo del flusso prodotto da una sorgente luminosa si deve tener conto della sensibilità di un occhio umano standard (una sensibilità media stabilita su base statistica su un sufficiente numero di individui presi a campione) la cui massima sensibilità si riscontra in condizioni di luce diurna con lunghezze d’onda di 555 nm. Poiché ogni individuo risponde alle sollecitazioni visive in modo leggermente diverso, in sede internazionale si è stabilito di introdurre, in condizioni di luce diurna e in funzione di ogni lunghezza d’onda, un fattore definibile come rapporto tra il massimo valore della risposta dell’occhio ed il valore della risposta per un generico valore di lunghezza d’onda compreso nel campo del visibile.

Definito il concetto di visibilità relativa risulta infatti possibile risalire, per ogni lunghezza d’onda di una determinata banda di spettro, all’energia prodotta e porla in relazione con la sensibilità media dell’occhio umano. Se si potesse disporre di una sorgente luminosa in grado di generare luce in un intervallo infinitesimo intorno al valore 555 nm, si avrebbe un fattore di visibilità relativa massimo (100%) e tutta l’energia assorbita sarebbe trasformata in flusso luminoso. Con un’energia assorbita uguale ad 1 watt si otterrebbe un flusso di 683 lm con un rendimento teorico massimo. Ad una diversa lunghezza d’onda il flusso luminoso è minore: ad esempio a 650 nm, dove la sensibilità dell’occhio è uguale al 10%, il flusso luminoso prodotto vale 0,1 × 683 = 68,3 lm. Ovviamente il rendimento non potrà mai essere massimo perché non disponiamo di una sorgente luminosa artificiale in grado di emettere radiazioni elettromagnetiche in quell’unico infinitesimo intervallo di lunghezza d’onda. In pratica le numerose radiazioni emesse hanno lunghezze d’onda diverse e conseguentemente diversi fattori di visibilità relativa.

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