光束・光度・輝度・照度の定義と換算方法【演習問題】
太陽電池では光のエネルギーを電気的なエネルギーに変換することで、熱量を有効に活用しています。つまり、光と電気化学は関わりが深いのです。
そのため電気化学を学ぶ上で、光の性質や用語についてきちんと理解することも重要です。
ここでは、光に関する知識である「光束・光度・輝度」とその変換方法について解説していきます。
・光束（こうそく）と光量
・光度（光束の密度） 単位立方角とは
・輝度（光源における光度の密度）
・照度
というテーマで解説していきます。
光束（こうそく）と光量
光の量を表す用語として「光束」というものがあります。光の速さの光速とは別物ですので、注意しましょう。
光は光源から広がっていき、それを私達の感覚神経によって「光っている」と認識できます。これは光自体がエネルギーであることに由来します。
太陽を始めとした光のエネルギーは基本的には放射伝熱（輻射伝熱）とよばれる熱の伝わり方によって、私達に供給されています。
そして、私たちが感じる光のエネルギー（光の量）のことを光量とよびます。光量が大きいほど、私たちは明るいと感じます。
さらに、単位時間あたりに通過する光量のことを光束とよびます。この光束は別の言い方をすると、光源からでている光量とも言い換えることができます。
この光束の単位は珍しいものを使用し、ルーメン：lmというものになります。
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さらに、光は光源から発せられますが、方向によってその光の量は変化します。
ここで、ある一定の方向に照射される単位立方角あたりの光束のことを、「光度」と呼びます。
光度[cd]＝（光束）/（単位立方角）という計算式が成り立ちます。
※※
光度は比較的イメージしやすく、光の強さに関する密度のようなものと理解しておくといいです。光度の単位亜はカンデラ:cdを使用します。このカンデラはあまりなじみがないですがSI単位の一つです。
先のものべた単位立方角はあまりなじみがないために解説します。単位立方角とよばれる考え方があり、ある点から広がっていく際の広がり度合を示したものといえます。
単位立方角では基本的に記号ωで表し、ω=4πのときにすべての球状の方向を表します。
ある半径rの球におけるある方向の面積Aとしたときに、単位立方角ω＝A/r^2と定義されます。
つまり、表面積4πr^2のときすべての方向であるため、ω＝4πr^2/r^2 = 4πのときに、全方向を表すといえます。
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輝度（光源における光度の密度）
光の強さを表す用語は非常にややこしので、一つ一つ定義を確認していきましょう。
次は、輝度という用語について解説します。輝度とは、ある方向からみた光源の単位面積あたりの光度のことを指します。
つまり、輝度=（光度）/（ある方向からみた光源の面積） といえます。
光度は光があてられる側の密度のようなイメージであるのに対し、輝度は光源側の光度の密度といえます。
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