L'illuminamento è massimo quando la superficie è disposta perpendicolarmente ai raggi luminosi e diventa nullo quando i raggi sono paralleli alla superficie.
L'unità di misura dell'illuminamento è il lux, che corrisponde all'illuminamento prodotto su una superficie perpendicolare ai raggi da una sorgente posta a 1 metro di distanza e che abbia l'intensità luminosa di una candela. L'intensità luminosa
I
{\displaystyle I}
è invece il rapporto tra il flusso luminoso
Φ
{\displaystyle \Phi }
e l'angolo solido
Ω
{\displaystyle \ Omega }
occupato dal fascio.
In generale, l'illuminamento
E
{\displaystyle E}
prodotto da un fascio luminoso su una superficie di area
S
{\displaystyle S}
si definisce come il rapporto tra il flusso luminoso
Φ
{\displaystyle \Phi }
che viene intercettato dalla sezione e la sua area:
E
=
Φ
S
{\displaystyle E={\frac {\Phi }{S}}}
dove il flusso luminoso
Φ
{\displaystyle \Phi }
è in realtà una potenza, definita come il rapporto tra l' energia elettromagnetica
Q
{\displaystyle Q}
emessa dalla sorgente nello spettro visibile ed il tempo. La grandezza
Q
{\displaystyle Q}
è quella che viene chiamata comunemente quantità di luce emessa dalla sorgente e comprende soltanto l' energia emessa nella banda ottica - e pertanto visibile dall'occhio umano - escludendo la quantità di energia emessa nell'infrarosso o nell' ultravioletto o in altre bande.
Per flusso luminoso intercettato dalla superficie si intende il flusso luminoso che si ottiene proiettando la sezione
S
{\displaystyle S}
su un piano perpendicolare alla direzione dei raggi di luce, la cui area
S
n
{\displaystyle S_{n}}
è di solito inferiore. Se
α
{\displaystyle \alpha }
è l'angolo che la direzione normale al piano della superficie forma con la direzione della luce incidente,
S
n
=
S
c
o
s
α
{\displaystyle S_{n}=Scos\alpha }
. Indicando con
Ω
{\displaystyle \ Omega }
l'angolo solido occupato dal fascio di luce e con
r
{\displaystyle r}
la distanza della sezione dalla sorgente,
S
n
=
Ω
r
2
{\displaystyle S_{n}=\ Omega r^{2}}
e vale la legge di Lambert
E
=
I
c
o
s
α
r
2
{\displaystyle E={\frac {Icos\alpha }{r^{2}}}}
che afferma che l'illuminamento su una superficie è inversamente proporzionale al quadrato della distanza dalla sorgente.
L'illuminamento è utilizzato nella progettazione illuminotecnica degli ambienti, nell' illuminazione naturale e artificiale degli ambienti, e nella normativa sulla salute e sicurezza nei luoghi di lavoro.
