Lysstyrke
Lysstyrken er et mål for den lysstrøm, der udsendes inden for en lille konisk vinkel, og udtrykkes i candela.

Afstandsloven for belysning siger, at belysningsstyrken E = l / d2, lyskildens styrke divideret med kvadratet på afstanden.

Afstandsloven for belysning
Hvis en kilde udsender samme lysstrøm i alle retninger, er lysstyrken den samme i alle retninger, men for de fleste kilder er den lysstrøm, der udsendes i de forskellige retninger, ikke den samme.

Hvis en lille lyskilde har en lysstyrke på 1000 candela og er placeret 2 meter direkte over overfladen, vil belysningsstyrken i lux være som vist i diagrammet.

Når der lægges så stor vægt på den nødvendige belysningsstyrke til forskellige formål, er det vigtigt at have en metode til at beregne den. Det kaldes afstandsloven for belysning.

Belysning på en overflade
For at forstå afstandsloven skal man tænke sig en kegleformet lysstråle, der kommer fra en lille punktformet kilde og falder på en overflade i en vis afstand.

Antag, at lysstrømmen i keglen er 1 lumen, og at den rammer en overflade i en afstand af 1 m og giver et belyst område på 1 m². Ved at dividere lysstrømmen med dette areal kan vi finde belysningsstyrken, som her er 1 lux.

Hvis vi nu flytter overfladen til en afstand af 2 m, er lysstrømmen i keglen den samme, men det belyste område øges til 4 m². Det giver en belysningsstyrke på 1/4 lux.

Derfor er arealet øget med kvadratet på afstanden til lyskilden, og belysningsstyrken er faldet med kvadratet på afstanden.

Hvis vi nu flytter overfladen endnu længere væk, dvs. til en afstand på 3 m, kan vi se afstandsloven for belysning virke igen. Området er steget med kvadratet på afstanden og er nu 9 m², og belysningsstyrken er faldet med kvadratet på afstanden til 1/9 lux.

Cosinusloven for belysning
Hvis overfladen drejes, så strålerne rammer den skråt, øges det belyste område, og belysningsstyrken falder tilsvarende.

Forholdet mellem det oprindeligt belyste areal og det nye areal er lig med cosinus til den vinkel, overfladen er blevet flyttet. Derfor falder belysningsstyrken med en faktor af cosinus til vinklen.

Det er cosinusloven for belysning.

Hvis en overflade, der belyses til 250 lux, drejes i en vinkel på 60 grader, falder belysningsstyrken til det halve, eller 125 lux, fordi cosinus til 60 grader er 1/2.

Afstandslov nr. 2
Denne cosinuslov sammen med afstandslov nr. 1 kombineres til en samlet ligning.

Refleksion og absorption
Når lyset rammer en opak overflade, og med opak mener vi en overflade, der ikke transmitterer lys, absorberes noget af lyset, og noget af det reflekteres. Forholdet mellem den lysstrøm, der reflekteres, og den lysstrøm, der modtages, kaldes refleksionen.

Hvis en lille del af overfladen modtager 100 lumen og reflekterer 70 lumen, er refleksionen 0,7, eller det kan udtrykkes i procent, dvs. 70 %. De resterende 0,3 eller 30 % absorberes.

Diffus refleksion
Forskellige overflader reflekterer lyset forskelligt. Overflader som papir, vægmaling, tæpper osv. udviser, hvad vi kalder mat eller diffus refleksion, dvs. at det lys, der reflekteres fra overfladen, spredes i alle retninger.

Spejlende refleksion
Modsat er der tale om spejlende refleksion i forbindelse med metaloverflader som krom, sølv eller ren aluminium.

Det er meget vigtigt at forstå, at selvom spejlrefleksion giver et klart billede i materialets overflade, kan den faktiske mængde lys, der reflekteres, være overraskende lav.

En mat, hvidmalet overflade har f.eks. en refleksion på 85 % til 90 % sammenlignet med bare 60 % spejlrefleksion fra en overflade i poleret rustfrit stål, mens poleret aluminium ligger på omkring 85 %.

Blandet refleksion
Mange overflader som f.eks. højglansmaling, træ, plastic osv. har en kombination af disse to typer refleksion.

Højglansmaling spreder f.eks. det meste af det lys, den reflekterer, men giver også en spejlrefleksion i malingens overflade.

Måling af luminans
Når det reflekterede lys fra en overflade måles, afhænger det af en kombination af overfladefinishen og dens refleksion, og det ændrer sig i forhold til synsvinklen.

Overfladens luminans måles i candela pr. kvadratmeter (cd/m2) ved hjælp af et luminansmeter som vist.