距離減衰計算機

逆二乗則を使って、点源の強度低下と距離による損失を推定します。

距離減衰を計算
遮蔽物のない点源から二つの距離における強度を比較します。

距離減衰について

距離減衰は、理想的な点源から外向きに進むエネルギーの広がりを表します。自由空間では、同じ放射パワーが次第に大きくなる球面上に分布します。球の表面積は半径の二乗に比例するため、強度は逆二乗則に従って減少します。この計算機は I2 = I1 × (d1 / d2)² を使います。I1 は基準距離 d1 で測定した強度、I2 は目標距離 d2 で予測される強度です。また 20 × log10(d2 / d1) により距離比に対応するデシベル減衰を示します。 距離が二倍になると強度は四分の一となり、減衰は約 6.0206 デシベルです。三倍なら強度は九分の一、減衰は約 9.5424 デシベルになります。近づく場合は損失が負となり、基準位置に対する利得を表します。距離のデシベル式で係数二十を使うのは、場の振幅が距離に反比例し、パワー強度が振幅の二乗に比例するためです。等価なパワー比の式 10 × log10(I1 / I2) でも同じ結果になります。 このモデルは、遮蔽物のない三次元空間へ均一に放射する等方性の点源に適しています。観測距離が源の大きさに比べて十分大きい場合の音、光、電波、放射線の強度の概算が代表例です。実際の送信機やスピーカーには指向性があり、近距離の測定は単純な法則が成り立たない近傍界に入ることがあります。壁、地形、反射、吸収、散乱、大気の影響、アンテナ利得などにより実測値は変わります。 距離の二つの入力には同じ長さ単位を使ってください。表示は分かりやすくメートルとしていますが、単位がそろっていれば比は同じです。初期強度は指定した基準距離での値であり、源の総パワーではありません。この計算機は幾何学的な拡散だけを扱い、物質による吸収やシステム損失は加えません。伝送路の直感的理解、音響計画、光学の概算、逆二乗則の宿題確認に役立ちます。規制適合、ばく露、通信、安全に関する判断には、校正された測定と、源の放射パターンおよび環境を含む分野別の伝搬モデルを使ってください。

距離減衰の例

基準値目標位置の結果距離の変化
10 m で 100 W/m²、目標 20 m25 W/m²; 6.0206 dB距離が二倍
5 m で 90 W/m²、目標 15 m10 W/m²; 9.5424 dB距離が三倍
8 m で 16 W/m²、目標 4 m64 W/m²; -6.0206 dB距離が半分

減衰の計算方法

  1. 基準位置で測定した、または既知の強度を入力します。
  2. 点源からの基準距離をゼロより大きい値で入力します。
  3. 同じ単位で、ゼロより大きい目標距離を入力します。
  4. 「減衰を計算」を押し、目標強度とデシベル損失を確認します。

よくある質問

強度が逆二乗則に従うのはなぜですか?

理想的な点源のパワーは、距離の二乗に比例する球面に広がります。そのため単位面積あたりのパワーは距離の二乗に反比例して減少します。

距離が二倍になるとどれだけ減衰しますか?

強度は基準値の四分の一になります。この幾何学的な減少は約 6.0206 デシベルに相当します。

デシベルの結果が負になるのはなぜですか?

目標位置が基準位置より源に近いと減衰は負になります。選んだ基準に対する強度の増加を表します。

空気やケーブルによる吸収も含みますか?

いいえ。計算は幾何学的な拡散のみです。周波数依存の吸収、ケーブル損失、障害物、機器の損失は別途加えてください。

源の近くでも使えますか?

必ずしも使えません。広がりのある源は複雑な近傍界を持つ場合があります。源をほぼ点として扱える範囲でのみ逆二乗モデルを使ってください。