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光の強度が距離とともに変化するのはなぜですか?

逆方式の法則による距離のある光の強度は 。その理由は次のとおりです。

* 光が広がります: 光源から光が発生すると、あらゆる方向に外側に移動します。 電球を発している光を想像してみてください。光線が円錐のように広がっています。

* 表面積の増加: ソースからの距離が増加すると、同じ量の光エネルギーが大きくて大きくなります。これは、球体の表面積(拡大する光波を表す)が半径の平方とともに増加するためです。

* エネルギー密度が減少します: 同じ量の光エネルギーが広い領域に分布するため、エネルギー密度(単位面積あたりのエネルギー量)が減少します。 このエネルギー密度の低下は、光強度の低下として私たちが認識しているものです。

数学的に:

逆方式の法則は、光の強度(i)はソースからの距離(r)に反比例すると述べています。

I ∝1/r²

これは、光源から距離を2倍にすると、強度が4倍(2²)減少することを意味します。距離を3倍にすると、強度は9(3²)倍に減少します。

結果:

* 距離で調光: 街灯から離れると、逆四角の法則が動作しているのがわかります。さらに離れて移動すると、光が薄暗くなります。

* 天文学における重要性: 逆方式の法則は、遠くの星や銀河からどのくらいの光を受け取るかを理解する上で重要です。

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