平方反比定律计算器

平方反比定律描述从点源向三维空间扩散的物理量。在距离r处，相同的发射功率分布在面积为4πr²的球面上。由于面积与距离的平方成正比，强度等于源功率除以4πr²。距离变为两倍时，能量分布面积变为四倍，强度降为四分之一；距离变为三倍时，强度降为九分之一。 本计算器针对理想各向同性源，计算初始距离和最终距离处的绝对强度，同时计算最终与初始强度之比。该比值只取决于距离比：最终强度除以初始强度，等于初始距离的平方除以最终距离的平方。源功率在比值中抵消。以瓦输入功率、以米输入距离时，显示的强度单位为瓦每平方米，而比值无量纲。 许多物理场在适当条件下遵循这一几何关系。当裸灯尺寸远小于测量距离时，其照明效果近似符合平方反比规律。紧凑声源在室外的声功率传播，在反射和大气吸收尚不显著时也近似符合这一规律。局部辐射源的辐射注量、球对称质量外部的引力场强，以及点电荷的电场强度，也都具有平方反比关系，但其绝对值公式使用不同的源物理量和常数。 实际测量往往偏离理想结果。定向天线、反射器、透镜、墙壁、地板及屏蔽物会改变能量传播方向，而不是让其均匀扩散。声音可能被空气吸收并由表面反射；光可能因雾或散射而衰减。如果源的实际尺寸相对于测量距离较大，就不能将其视为点源。在天线或声辐射器的近场中，波动行为可能比简单的球面扩散更复杂。 只有当目标物理量确实在球面上扩散时，才应使用源功率。比较两个距离处的实测强度时，即使不知道绝对功率，强度比仍然有用。两个距离必须使用相同单位，且应从源的有效中心测量，而不是任意外壳边缘。本计算器适合快速物理核算、传感器布置、照明估算、辐射规划和课堂演示；详细工程分析仍应考虑方向性、衰减、边界及适用的安全标准。