Dentro de las explicaciones que se encuentran por doquier, diría que esta lo explica de una forma más o menos sencilla.
En esta comparación, para que sea justa, debemos partir de la misma generación de sensores y también de la misma densidad de Mpx, es decir, que si recortáramos el sensor FF al tamaño APS-C, tendrían el mismo número de Mpx.
"Lo que dota a nuestra cámara de su sensibilidad son las celdas fotosensibles que tiene en su sensor, que son las que captan la luz. Cuanto más grande sea el sensor,
más cantidad de celdas cabrán y, por tanto, la cámara será más sensible a la luz y tendrá un mejor rendimiento en condiciones de iluminación escasa. Es por eso que las
cámaras full frame suelen tener un mejor rendimiento en situaciones de poca luz que las cámaras con sensores APS-C o micro 4/3, sencillamente porque su sensor es más grande y alberga una mayor cantidad de celdas.
Pero no solo la cantidad de celdas fotosensibles es la que determina la sensibilidad de la cámara, sino también su forma, su tamaño y hasta su disposición. Es por eso que si en dos sensores del mismo tamaño colocamos en uno más celdas que en el otro,
el que tenga menos celdas fotosensibles podrá tenerlas de un mayor tamaño y podrá captar así más luz. El otro, al albergar más celdas en un mismo espacio, deberá tenerlas más pequeñas y, por tanto, podrá captar una menor cantidad de luz."
Así que no, un sensor más pequeño con la misma densidad de Mpx y de la misma generación no captura la misma cantidad de luz.
No soy santo de devoción de
@Guillermo Luijk, creo que a veces sus formas no son las más correctas, pero después de años leyéndolo opino que en esta materia es una de las mejores referencias.