Как показывают формулы (8.2) и (8.3), освещенность и сила света связаны между собой. Пусть точечный источник S освещает небольшую площадку у, расположенную на расстоянии R от источника (рис. 8.3).
Рис. 8.3. Освещенность, создаваемая точечным источником
Построим телесный угол Щ, вершина которого лежит в точке S и который опирается на края площадки у. Он равен. Поток, посылаемый источником в этот телесный угол, обозначим через Ф. Тогда.
.
.
отсюда.
(8.6).
т. е. освещенность площадки равна силе света, деленной на квадрат расстояния до точечного источника. Сравнивая освещенности площадок, расположенных на разных расстояниях R1, R2 от точечного источника, найдем; и т. д., или.
(8.7).
т. е. освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния от площадки до точечного источника. Это так называемый закон обратных квадратов.
Если бы площадка у была расположена не перпендикулярно к оси потока, а повернута на угол б, то она имела бы размеры.
.
где у0 — площадка, пересекающая тот же телесный угол перпендикулярно к оси пучка, так что.
.
В таком случае освещенность площадки у.
(8.8).
Освещенность, создаваемая точечным источником на некоторой площадке, равна силе света, умноженной на косинус угла падения света на площадку и деленной на квадрат расстояния до источника.
Закон обратных квадратов соблюдается вполне строго для точечных источников. Если же размеры источника не очень малы по сравнению с расстоянием до освещаемой поверхности, то формула (8.6) не верна и освещенность убывает медленнее, чем по закону. Формула (8.6) дает вполне хорошее согласие с наблюдением при соотношении (d — размер источника).