Nguồn điểm S đang phát ra ánh sáng như nhau theo mọi hướng. Lượng đi qua một khu vực A thay đổi theo khoảng cách của bề mặt từ ánh sáng.

Phương trình Stefan-Boltzmann áp dụng cho vật đen mang lại giá trị về độ sáng cho vật thể màu đen, một vật thể lý tưởng hóa hoàn toàn mờ đục và không phản xạ:[10]

L = σ A T 4 {\displaystyle L=\sigma AT^{4}} ,

Trong đó A là diện tích bề mặt, T là nhiệt độ (tính bằng Kelvins) và σ là hằng số Stefan- Boltzmann, với giá trị là &-1-1-1-1-1-1-1000000000.0000005.670374419...×10−8 W⋅m−2⋅K−4.[14]

Hãy tưởng tượng một nguồn điểm sáng của độ sáng L {\displaystyle L} tỏa ra đều nhau theo mọi hướng. Một mặt cầu rỗng tập trung vào điểm sẽ chiếu sáng toàn bộ bề mặt bên trong của nó. Khi bán kính tăng, diện tích bề mặt cũng sẽ tăng và độ sáng không đổi có nhiều diện tích bề mặt hơn để chiếu sáng, dẫn đến giảm độ sáng quan sát được.

F = L A {\displaystyle F={\frac {L}{A}}} ,

trong đó

A {\displaystyle A} là diện tích của bề mặt được chiếu sáng. F {\displaystyle F} là mật độ từ thông của bề mặt được chiếu sáng.

Diện tích bề mặt của một hình cầu có bán kính r là A = 4 π r 2 {\displaystyle A=4\pi r^{2}} , vì vậy đối với các ngôi sao và các nguồn sáng khác:

F = L 4 π r 2 {\displaystyle F={\frac {L}{4\pi r^{2}}}\,} ,

trong đó r {\displaystyle r} là khoảng cách từ người quan sát đến nguồn sáng.

Đối với các ngôi sao trên dãy chính, độ sáng cũng liên quan đến khối lượng:

L L ⊙ ≈ ( M M ⊙ ) 3.5 {\displaystyle {\frac {L}{L_{\odot }}}\approx {\left({\frac {M}{M_{\odot }}}\right)}^{3.5}} .