광도(光度)를 정의할 때 입체각이 들어가는 이유

Question

광도(光度)의 정의는 "광원에서 나오는 빛 중, 한 방향을 기준으로 단위 입체각 안에서 나오는 빛의 양" 쯤이라 할 수 있는데요. 사실 제 머리 속에서는 방향만 정하면 될 것 같은 데 왜 단위 입체각이라는 기준도 추가하는 지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 박준희 전기기사입니다.

광도는 빛이 특정 방향으로 얼마나 많이 퍼져 나가는지를 나타내는 물리량인데요. 이 광도라는 의미를 정의하기 위해 입체각이 사용되는거죠. 광도는 결국 단위 입체각당 빛의 세기로 정의되기 때문에 더더욱 입체각이 사용되는거죠.

감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

결론부터 말씀드리자면 단위 입체각이라는 기준을 정하는 이유는 빛의 세기를 비교할 때, 기준 면적을 통일시키고 측정을 해야 객관적인 데이터 비교를 할 수 있기 때문입니다. 만약 빛 자체가 좁은 영역으로 들어오게 되는 경우라면 광속이 같더라도 입체각이 좁아서 광도는 매우 커지게 될것입니다. 반대로 빛 자체가 넓게 퍼져서 나간다면 같은 광속이라도 넓은 입체각에 비춰져서 광도는 작아지게 되는 것입니다. 따라서, 단위 입체각을 정해야만 얼마나 밝게 비추는지에 객관적인 판단을 할 수 있습니다

Answer 3

방향만으로는 빛이 얼마나 '빽빽하게' 모여 있는지를 설명할 수 없기 때문입니다. 현실의 빛은 수학적인 선처럼 두께가 없이 나가는 게 아니라 반드시 공간을 차지하며

이 '집중된 정도'를 수치로 나타내려면 빛이 퍼져나가는 공간의 크기인 입체각이 분모로 들어가야만 합니다. 쉽게 말해 광도는 빛의 '밀도'를 따지는 개념이라서, 단순히 어느 쪽으로 가느냐뿐만 아니라 그 방향으로 얼마나 좁거나 넓게 쏘고 있느냐를 따지기 위해 입체각이 들어갑니다

Answer 4

안녕하세요. 안인혁 전기기사입니다.

광도는 빛의 세기를 방향성 있게 표현한 물리량입니다

단순히 방향만 정하면 빛이 얼마나 넓게 퍼지는지를 구분할 수 없기 때문에 입체각이라는 개념이 함께 사용됩니다

같은 방향이라도 좁은 각도로 모인 빛과 넓은 각도로 퍼진 빛은 밝기가 다르기 때문입니다

따라서 광도는 특정 방향으로 단위 입체각 안에서 방출되는 빛의 양을 나타내며 빛의 세기를 공간적으로 정확히 표현하기 위한 개념입니다