こんにちは、けんてくです。今日は、光束発散度、輝度、照度、反射率の関係について解説します。
光束発散度とは
光の明るさを表す物理量が光束発散度です。光束発散度は、光源の微小な表面積から射出される光束を表し、国際単位系（SI）ではルクス（lx）またはルーメン毎平方メートル（lm/m²）で測定されます。光束発散度は、光源の明るさを表す指標として、照明設計や光学的な分析において重要な役割を果たします。例えば、直径3cm、発光部の長さ50cmの蛍光灯があるとします。この蛍光灯の一部を25cmだけ黒い布で覆った場合、全体としての光束は半分になりますが、布で覆われていない部分の光束発散度は変わりません。つまり、光束発散度は光源表面上の点ごとの明るさを示し、光束は表面全体からの光の明るさを意味します。
均等拡散面上における輝度とは
均等拡散面上における輝度とは、ある面がどれだけの光を反射しているかを示す指標であり、照度（光がどれだけの量で面に当たっているか）と反射率（面がどれだけ光を反射するか）の積に比例します。
数式で表すと、輝度 ( L ) は照度 ( E ) と反射率 ( ρ ) の積で計算されます。
感覚的に言うと輝度は眼で光を眩しいなと感じること
照度とは
照度 ( E ) は、光源から放出される光が特定の面にどれだけ到達しているかを示す測定値です。単位はルクス（lx）で、1ルクスは1平方メートルの面に1ルーメンの光が均等に当たっている状態を表します。
感覚的に言うと照度とはあそこ明るいなぁと感じること
反射率とは
反射率 ( ρ ) は、材質が光をどれだけ反射するかの割合を示し、無次元の比率で表されます。例えば、反射率が0.5の材質は、当たった光の50%を反射することを意味します。
問題と解説①
問題
均等拡散面上における輝度は、照度と反射率との積に比例する。
解説
正解
輝度は、照度（光がどれだけの量で面に当たっているか）と反射率（面がどれだけ光を反射するか）の積に比例します。
問題と解説②
問題
反射面の光束発散度は、その面の輝度に反射率を乗じたものである。
解説
不正解
水平面が照度E[lx]の光を受ける場合、その光束発散度M[rlx]は、反射率ρによって、M＝ρEという関係が成り立ちます。これは輝度に反射率を乗じたものではありません。また、均等拡散面の場合、輝度L[cd/㎡]と光束発散度M[rlx]は、M＝πLの関係が成り立ちます。
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