平方反比定律計算機

平方反比定律描述由點源向三維空間擴散的物理量。在距離r處，相同的發射功率分布於面積為4πr²的球面。由於面積隨距離平方增加，強度等於源功率除以4πr²。距離變為兩倍時，能量分布面積變為四倍，強度降至四分之一；距離變為三倍時，強度降至九分之一。 本計算機針對理想等向性源，計算初始與最終距離處的絕對強度，並計算最終與初始強度的比值。比值僅由距離比決定：最終強度除以初始強度，等於初始距離平方除以最終距離平方。源功率在比較時相消。以瓦特輸入功率、公尺輸入距離時，顯示的強度單位為瓦特每平方公尺，比值則無因次。 許多物理場在適當條件下遵循此幾何關係。當裸燈尺寸相對於距離很小時，其照明近似符合平方反比關係。緊湊聲源在戶外的聲功率傳播，在反射與大氣吸收尚不明顯前，也近似符合此規律。局部輻射源的輻射通量密度積分、球對稱質量外部的重力場強度，以及點電荷的電場強度，也都具有平方反比關係，但絕對值公式使用不同的源物理量與常數。 實際量測往往偏離理想結果。定向天線、反射器、透鏡、牆面、地板及屏蔽物會改變能量方向，而非讓能量均勻擴散。聲音可能被空氣吸收或受表面反射；光可能因霧或散射而衰減。源的實體尺寸若相對於量測距離太大，就不能視為點源。天線或聲輻射器的近場中，波動行為可能比單純的球面擴散更複雜。 只有目標物理量確實分布在球面上時，才應使用源功率。比較兩個距離處的實測強度，即使不知道絕對功率，比值仍然有用。兩個距離請使用相同單位，並從源的有效中心量測，而非任意外殼邊緣。因此，本計算機適合快速物理核算、感測器配置、照明估算、輻射規劃與課堂示範；詳細工程分析則應納入方向性、衰減、邊界及適用的安全標準。