物理学では、強度とは、ある時間内に単位面積を横切るエネルギー、または粒子や量子の数を表す。これは可視光、音、粒子ビーム、流体の噴霧などに共通する広い考え方で、ある地点で感じられる光源の「強さ」を定量化する。より広い主題の簡潔な導入については、物理学を参照。例としては、ランプの明るさ、工場の荷さばき場における物質の流量（工場の比喩）、あるいは庭用ホースや放水ノズルが流体を送り出す様子（消火ホースの比喩）がある。

定義と一般的な単位

最も基本的には、強度は単位面積あたりのパワーである。P を放出または伝達されるパワー（単位時間あたりのエネルギー）、A をそれが通過する面積とすると、強度 I = P/A で表される。放射の文脈では SI 単位は平方メートルあたりワット（W m^-2）である。エネルギーではなく粒子数を数える場合には、粒子束のような類似量が用いられ、平方メートルあたり秒あたりの粒子数として表せる。強度のスペクトル形式は周波数または波長ごとの分布を与え、方向を含む形式では立体角への依存も加わる。

幾何学と逆二乗則

一様に全方向へ放射する小さな（点）光源では、同じ総パワーが、距離 r とともに面積が 4πr^2 に広がる球面上に分配される。その結果、強度は r の増加に対して 1/(4πr^2) に従って減少する。距離を2倍にすると、強度はおよそ4分の1になる。こうした幾何学的な広がりが、遠方の恒星が暗く見える理由である。球面の表面積は通常 4πr^2 と書かれる 。

指向性と逆二乗則からのずれ

すべての光源が等方的とは限らない。集光したレーザービームや放物面形のスピーカーは、エネルギーを狭い円錐内に集中させるため、そのビーム内では強度は単純な逆二乗則に従わない。コリメートされたビーム、広がった面、近接場効果はどれも強度の空間分布を変える。平行ビームの模式図は、球面状の広がりと対比するのに役立つ 。

関連量と区別

光学、音響学、放射測定では、いくつかの関連用語が現れ、混同されやすい。照度と放射強度はいずれも単位面積あたり、または立体角あたりのパワーに関係するが、放射輝度（ときに specific intensity とも呼ばれる）は単位面積・単位立体角あたりのパワーであり、損失のない媒質では光線に沿って一定に保たれる。測光では、明るさや輝度は放射量を人間の目の感度で重み付けする。音響学では、同じ物理的強度を、大きな比を比較するために対数のデシベル尺度で表すことがある。

測定と応用

  • 測定: 光度計や放射計は光の強度を求め、騒音計は圧力変動を音響強度に結びつける。
  • 天文学: 強度とスペクトル強度は、光源の温度や組成を示す。
  • 工学と安全: 放射強度は遮蔽や被ばく限度の指針となり、噴霧や流量の強度は灌漑や消火で重要である。
  • 日常の例としては、ランプが机をどのように照らすか、スピーカーが距離によってどれほど大きく聞こえるか、そして工場がどのように処理量を計画するか（工場）や配送強度を見積もるかがある。

光に特有の概念や実験技術については、一般的な光学資料（光）や計測器の解説（測定）も参照できる。基本となる考え方は、単位面積・単位時間あたりの量であり、さまざまな分野にまたがって適用でき、異なる種類の流束や暴露を比較する共通の言語を与える。