La loi de l'inverse du carré est un principe qui exprime la façon dont l'énergie radiante se propage dans l'espace. Selon cette règle, l'aire de l'énergie radiante par unité de puissance provenant d'une source ponctuelle unique est égale au carré de la distance.
Une lampe de 40 watts est placée au milieu d'une enceinte cylindrique. Quelle que soit la taille ou la forme de l'objet, la puissance totale qui frappe la surface est de 40 watts. Cela peut sembler contre-intuitif pour certains, mais si l'on considère que la totalité de l'énergie rayonnée par la source doit atteindre une enceinte au moins aussi grande que la source. Ainsi, la puissance qui frappe l'intérieur d'une sphère de 10 mètres de diamètre est la même (40 watts dans cet exemple hypothétique) que la puissance qui frappe l'intérieur d'une sphère de 100 mètres de diamètre, de 100 kilomètres de diamètre ou de 100 000 kilomètres de diamètre. La puissance par unité de surface dépend toutefois de la taille de la sphère. L'aire de surface A (en mètres carrés) d'une sphère de rayon r (en mètres) est donnée par :
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A = (4 Pi) r 2.
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Augmenter le diamètre d'une sphère de 10 à 100 mètres lui donne un diamètre 10 fois plus grand et une surface 100 fois plus grande. Cela réduit la puissance lumineuse par unité de surface d'une lampe située au centre de la sphère d'un facteur 100. La puissance d'atterrissage sur, disons, un centimètre carré de l'intérieur de la sphère devient 1/100, ou 0,01 fois, plus grande, si le diamètre de la sphère passe de 10 à 100 mètres. Cette loi n'est applicable que si la source ponctuelle d'énergie est située au centre de la sphère. Les rayons provenant de cette source frapperont la surface de la sphère avec un angle. Voir également mètre, mètre carré et Système international d'unités (SI).
Pi est le rapport entre la circonférence d'une sphère et son diamètre. Il est approximativement égal à 3,14159. Le rayon de la sphère multiplié par un certain facteur n se traduira par une augmentation de la surface par un facteur 2 La puissance par unité de surface est diminuée d'un ordre de grandeur. Cela signifie que la puissance par unité de surface est n-2x plus élevée.