反平方定律是什麼意思

反平方定律(Inverse-Square Law)是一個物理學中的概念,它描述了某些物理量在空間中的衰減方式,這些物理量隨著與源之間距離的增加而減少。最著名的例子是萬有引力定律和光的強度。

  1. 萬有引力定律:根據牛頓的萬有引力定律,兩個物體之間的引力大小與它們質量的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比。這意味著當兩個物體之間的距離增加一倍時,它們之間的引力會減少為原來的四分之一(因為 1/4 = 1^2 / 2^2)。

  2. 光的強度:光的強度(或照度)也遵循反平方定律。這意味著當光線從光源發出時,在給定半徑範圍內的強度與該半徑的平方成反比。例如,當光線發射到半徑為 R 的圓形區域時,強度 I 與 R^2 成反比。當 R 增加時,I 會減少,並且在距離光源越遠的地方,光的強度會越低。

反平方定律可以用公式 I ∝ 1/r^2 來表示,其中 I 是物理量(如引力或光強),r 是距離,而比例常數取決於具體的物理情況。這個定律在許多物理學領域中都有應用,包括電磁學、力學和天文學。