يتناقص سطوع الضوء المنبعث من مصباح كلما ابتعدت عنه لأسباب رئيسية اثنين، هما:
أولاً، انتشار الضوء. عندما يصدر المصباح الضوء، فإنه ينبعث في جميع الاتجاهات. كلما ابتعدت عن المصباح، انتشر الضوء على مساحة أكبر. وهذا يعني أن كمية الضوء التي تصل إلى كل وحدة مساحة تتناقص.
ثانيًا، امتصاص الضوء. يمكن أن تمتص الأجسام الموجودة في مسار الضوء بعضًا منه. كلما ابتعدت عن المصباح، زادت احتمالية أن يمتص الضوء الأجسام الموجودة في طريقه.
يمكن التعبير عن هذه الأسباب رياضيًا باستخدام قانون التربيع العكسي. ينص هذا القانون على أن شدة الضوء تتناسب عكسًا مع مربع المسافة بين المصدر الضوئي والنقطة التي يتم قياس شدة الضوء فيها.
وبالتالي، فإن شدة الضوء المنبعث من مصباح كلما ابتعدت عنه تتناقص وفقًا لقانون التربيع العكسي، أي بمعدل 1/r^2، حيث r هي المسافة بين المصدر الضوئي والنقطة التي يتم قياس شدة الضوء فيها.
على سبيل المثال، إذا كان سطوع الضوء المنبعث من مصباح عند نقطة تبعد 1 مترًا عنه يساوي 100 لوكس، فإن سطوع الضوء عند نقطة تبعد 2 مترًا عنه يساوي 25 لوكس فقط.
ويمكن ملاحظة هذا التأثير بشكل واضح في الليل. فعندما تسير بعيدًا عن مصباح في الشارع، سيبدو الضوء أقل سطوعًا.
هناك بعض الطرق التي يمكن من خلالها تقليل تأثير انتشار الضوء وامتصاص الضوء، وبالتالي زيادة سطوع الضوء المنبعث من مصباح عند نقاط بعيدة. ومن هذه الطرق:
- استخدام عدسات أو مرايا لتجميع الضوء في اتجاه معين.
- استخدام مصدر ضوء ذو شعاع ضيق.
ولكن بشكل عام، فإن سطوع الضوء المنبعث من مصباح سوف يتناقص دائمًا كلما ابتعدت عنه.
