Αντίστροφος τετράγωνος νόμος

Κάθε επιστημονικός νόμος που υποδεικνύει ότι ένα συγκεκριμένο φυσικό μέγεθος είναι αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της απόστασης από την πηγή με αυτό το φυσικό μέγεθος είναι γνωστός ως νόμος αντίστροφου τετραγώνου. Η γεωμετρική αραίωση που σχετίζεται με την ακτινοβολία σημειακής πηγής σε τρισδιάστατο χώρο μπορεί να θεωρηθεί ως ο κύριος λόγος.

Νόμος αντίστροφου τετραγώνου

Ο νόμος του αντίστροφου τετραγώνου δείχνει την ένταση του φωτός σε διάφορες αποστάσεις από μια πηγή φωτός. Αν και κάθε πηγή φωτός είναι ξεχωριστή, η ένταση του φωτός ποικίλλει με τον ίδιο τρόπο. Κατά συνέπεια, μπορούμε να υποστηρίξουμε ότι η ένταση του φωτός είναι αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης. Αυτό σημαίνει ότι η ένταση του φωτός αυξάνεται κατά 1d2 καθώς αυξάνεται η απόσταση μεταξύ της φωτεινής πηγής και του παρατηρητή. Ως αποτέλεσμα, όσο πιο φωτεινή είναι η πηγή φωτός τόσο πιο κοντά είναι. Για να δείξουμε πώς σχετίζονται, χρησιμοποιείται το αναλογικό πρόσημο. Για να βρούμε τη σχέση μεταξύ της έντασης του φωτός σε διαφορετικές αποστάσεις από την ίδια πηγή φωτός, πρέπει να διαιρέσουμε το ένα με το άλλο. Αποδεικνύεται από το γεγονός ότι αν ένα αυτοκίνητο μας πλησιάσει τη νύχτα από απόσταση, φαίνεται να είναι μαύρο, αλλά καθώς πλησιάζει πιο κοντά στο φως, οι προβολείς φωτίζουν την εμφάνιση καθώς μειώνεται η απόσταση μεταξύ του θεατή και του αυτοκινήτου.

Τι είναι ο τύπος του νόμου του αντίστροφου τετραγώνου;

Η ένταση του φωτός από μια συγκεκριμένη πηγή μειώνεται αντιστρόφως με το τετράγωνο της απόστασης της πηγής, σύμφωνα με το νόμο. Με λίγα λόγια, η ένταση του φωτός από την πηγή αυξάνεται όσο αυξάνεται η απόσταση μεταξύ της πηγής και του παρατηρητή. Το φως μειώνει τη φωτεινότητα ή τη φωτεινότητά του καθώς απομακρύνεται από την πηγή, σύμφωνα με τον τύπο του νόμου αντίστροφου τετραγώνου. Για παράδειγμα, αν ανάψουμε ένα φως σε μια γωνία ενός δωματίου και στη συνέχεια φύγουμε από αυτό, το φως φαίνεται να μειώνεται ή να γίνεται λιγότερο λαμπερό λόγω της αυξημένης απόστασης.

Μαθηματικά, ο τύπος του νόμου του αντίστροφου τετραγώνου είναι ο ακόλουθος:

I∝(1D2)

Η ένταση της ακτινοβολίας είναι I όταν η απόσταση είναι D (μέτρα).

Εάν οι αποστάσεις είναι d1 και d2, και οι εντάσεις είναι I1 και I2, ο νόμος του αντίστροφου τετραγώνου δηλώνει ότι

I1 I2d22d12

Για τον υπολογισμό της απόστασης ή της έντασης μιας συγκεκριμένης ακτινοβολίας, χρησιμοποιείται ο τύπος νόμου του αντίστροφου τετραγώνου. Η απόσταση μετριέται σε μέτρα, ενώ η ένταση μετριέται σε Lumens ή Candelas. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση ποικίλων ζητημάτων που σχετίζονται με το φως.

Τύπος νόμου αντίστροφου τετραγώνου

Ο τύπος του νόμου του αντίστροφου τετραγώνου δίνεται ως:

I1 I2=d22d12

Εδώ, 

I1 είναι η ένταση της ακτινοβολίας

Το I2 είναι η τελική ένταση

d1 είναι η αρχική απόσταση και d2 είναι η τελική απόσταση

Εφαρμογές του τύπου αντίστροφου τετραγώνου νόμου

Αυτός ο κανόνας χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της έντασης οποιασδήποτε δεδομένης ακτινοβολίας ή της απόστασης μεταξύ δύο σημείων.

Ο νόμος του αντίστροφου τετραγώνου χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των αποστάσεων πηγής-φιλμ στις τεχνολογίες ακτίνων Χ.

Βοηθά επίσης στον προσδιορισμό της διάρκειας της έκθεσης στις ακτίνες Χ και επίσης στην ένταση του σωλήνα ακτίνων Χ κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Η συμβατική μέθοδος κεριού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της απόστασης από τη Γη όποτε είναι γνωστή η φωτεινότητα της πηγής.

Οι αστρονομικές αποστάσεις υπολογίζονται χρησιμοποιώντας τον νόμο του αντίστροφου τετραγώνου.

Πράγματα που πρέπει να θυμάστε

Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, το φως χάνει τη φωτεινότητα ή τη φωτεινότητα αφού απομακρύνεται από την πηγή. Όταν ανάβετε ένα φως σε μια περιοχή του δωματίου και στη συνέχεια απομακρύνεστε από αυτό, το φως εμφανίζεται θαμπό ή λιγότερο εκθαμβωτικό λόγω της αυξημένης απόστασης (μακριά από την πηγή).

I∝(1D2)

είναι ο μαθηματικός τύπος για τον νόμο του αντίστροφου τετραγώνου.

Ο νόμος του αντίστροφου τετραγώνου εφαρμόζεται συχνά κάθε φορά που μια δύναμη, ενέργεια ή άλλη διατηρημένη ποσότητα ακτινοβολείται ομοιόμορφα προς τα έξω από μια σημειακή πηγή σε τρισδιάστατο χώρο.

Χρήσεις του νόμου του αντίστροφου τετραγώνου

Η ένταση οποιασδήποτε δεδομένης ακτινοβολίας ή απόστασης αξιολογείται χρησιμοποιώντας αυτόν τον νόμο.

Στις τεχνικές ακτίνων Χ, ο νόμος του αντίστροφου τετραγώνου χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της απόστασης μεταξύ της πηγής και του φιλμ.

Βοηθά επίσης στον προσδιορισμό της διάρκειας της έκθεσης σε ακτίνες Χ καθώς και της έντασης του σωλήνα ακτίνων Χ.

Συμπέρασμα

Ο νόμος του αντίστροφου τετραγώνου δείχνει πώς αλλάζει η ένταση του φωτός με την απόσταση από μια πηγή φωτός. Παρά το γεγονός ότι κάθε πηγή φωτός είναι μοναδική, η ένταση του φωτός αλλάζει με παρόμοιο τρόπο. Ως αποτέλεσμα, η ένταση του φωτός μπορεί να ειπωθεί ότι είναι αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης. Καθώς η απόσταση μεταξύ της πηγής φωτός και του θεατή αυξάνεται, η ένταση του φωτός αυξάνεται κατά 1d2.

Σύμφωνα με το νόμο, η ένταση του φωτός από μια συγκεκριμένη πηγή μειώνεται αντιστρόφως με το τετράγωνο της απόστασης της πηγής. Στην ουσία, όσο αυξάνεται η απόσταση μεταξύ της πηγής και του παρατηρητή, αυξάνεται η ένταση του φωτός από την πηγή.

Ο τύπος του νόμου του αντίστροφου τετραγώνου δίνεται ως:

I1 I2=d22d12