Bài giảng Vật lý sóng, các nguyên lý của ánh sáng, điện và từ học

 có bướcsóng rất ngắn. Ngưỡng rộng bức xạ trên – từ sóng vô tuyến, qua sóng hồng ngoại,ánh sáng nhìn thấy, ánh sáng tử ngoại, và tia X và tia gamma – được gọi là phổ điệntừ. Tất cả những tia khác nhau này truyền đi ở tốc độ 300.000 km/s. Chúng đềuhành xử giống như sóng ánh sáng. Các tiên đoán của Maxwell về năng lượng điệntừ đã được chứng minh là đúng!
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Năm 1897, J. J. Thomson phát hiện ra sự tồn tại của một hạt tích điện âm nhỏhơn nguyên tử. Hạt này được gọi là electron. Các nhà khoa học nhận thấy chuyển
động của các electron là cái mang năng lượng điện.Khi cọ xát một quả bóng trên vải len, một số electron truyền từ những sợilen sang quả bóng cao su. Sự truyền electron đó đã tạo ra điện tích. Khi chúng tanối một sợi dây với hai cực của pin, chính dòng chảy của các electron mang dòng
điện. Và khi chúng ta bật công tắc bóng đèn, chính chuyển động của các electrontrong dây tóc của bóng đèn tạo ra sóng điện từ mà chúng ta gọi là ánh sáng.Thật khó tưởng tượng cuộc sống hiện đại sẽ trông ra sao nếu không có điệnnăng. Việc tìm hiểu lực điện từ đã mang đến nhiều dụng cụ hấp dẫn. Chúng ta sửdụng năng lượng này để chạy các thiết bị trong nhà, đun sưởi và thắp sáng nhà cửa,và tính toán các khoản ngân quỹ gia đình. Máy vi tính, ti vi, máy hát đĩa, radar, vàcả nghìn dụng cụ tuyệt diệu khác đều phụ thuộc vào kiến thức của chúng ta về điệntừ học.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Sóng: Các nguyên lí củaÁnh sáng, Điện và Từ học(Phần 7)
Chương 3
Dòng điện – Định luật Ohm và Định luật Joule
Điện năng đã trở thành dạng năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trongthế giới hiện đại của chúng ta. Nhưng để khai thác điện năng, chúng ta phải biết nóhoạt động như thế nào trong một mạch điện. Với kiến thức đó, các thiết bị và đồdùng bằng điện có thể được thiết kế để làm việc an toàn và hiệu quả.Vào thế kỉ 19, người ta nghĩ dòng điện là một dòng chảy của những điện tíchqua bất kì chất dẫn nào, thí dụ như một sợi dây. Ngày nay, chúng ta biết những
điện tích đó là những hạt nhỏ xíu gọi là electron. Năng lượng điện thật ra là sựchuyển động của các electron trong mạch điện.Mạch điện là đường dẫn qua đó dòng điện có thể chạy. Nó thường là một loạtdây dẫn và các dụng cụ điện nối với một nguồn cấp điện.Năng lượng điện trong mạch điện do nguồn điện cung cấp. Nguồn này có thểlà pin, thiết bị tạo ra năng lượng điện bằng phản ứng hóa học. Hoặc nó có thể làmáy phát điện tạo ra dòng điện bằng cách cho các dây dẫn chuyển động trong từ
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
trường. Các công ti điện thương mại sản xuất điện bằng những máy phát khổng lồhoạt động bằng sức nước, lò than hoặc dầu, hoặc lò phản ứng hạt nhân.Nguồn điện, hoặc là máy phát hoặc là pin, tạo ra một suất điện động. Bạn cóthể nghĩ suất điện động là lượng “áp suất” điện gửi dòng điện đi trong mạch. Suất
điện động trong mạch được đo bằng đơn vị volt (đặt theo tên Alessandrdo Volta,người phát minh ra pin).Suất điện động thường được gọi là hiệu điện thế, hay đơn giản là thế. Nó chỉtạo ra dòng điện khi nào mạch điện nối với cực dương và cực âm của nguồn điện làkhép kín. Nếu không, nó chỉ có thế, hoặc khả năng, tạo ra dòng điện. Một cục pin 6volt có 6 volt điện thế cho dù nó có nối hay không nối với một mạch điện.Lượng điện tích chạy qua mạch điện được gọi là dòng điện. Nó được đo bằngampere (theo tên André-Marie Ampère, một nhà khoa học khác đã nghiên cứudòng điện). Ampere đo số electron chạy qua mạch điện trong mỗi giây.Hãy nhớ rằng dòng điện và điện áp là hai thứ khác nhau. Có thể có một dòng
điện lớn chạy trong mạch ở mức điện áp thấp, hoặc một dòng điện nhỏ chạy ở điệnáp rất cao. Điện áp thì đo lực điện, còn ampere thì đo tổng điện lượng chạy trongmạch điện.Khi dòng điện chạy trong mạch điện, nó gặp phải sự cản trở. Điện trở là bấtkì cái gì đó ngăn cấm hoặc cản trở dòng chảy của điện trong mạch. Điện trở trongmạch biến một phần năng lượng điện thành nhiệt lượng. Điện trở được đo theoohm (theo tên George Ohm, người chúng ta sẽ nói tới ngay ở phần sau).Mọi thứ trong mạch điện, kể cả dây dẫn, đều phát sinh điện trở. Lượng điệntrở trong một mạch điện phụ thuộc vào bốn yếu tố: chiều dài của mạch, bề dày củadây dẫn và những chất dẫn khác trong mạch, loại chất liệu cấu tạo nên dây, vànhiệt độ của mạch.Một số dây dẫn, như dây đồng hoặc dây bạc, có điện trở rất nhỏ. Chúng dẫn
điện khá tốt. Rất ít năng lượng điện đi qua dây đồng bị chuyển hóa thành nhiệt do
điện trở. Đó là nguyên do đồng thường được dùng trong mạch điện. Những chất
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
khác có điện trở lớn hơn. Thí dụ, dây Nichrome, cấu tạo từ hợp chất của nickel vàchromium, có điện trở rất lớn. Nó trở nên rất nóng khi dòng điện đi qua nó. Vì lí donày, Nichrome thường được dùng làm bộ phận nung nóng trong lò nướng hoặcmáy sấy tóc.Một số chất liệu, như thủy tinh và cao su, có điện trở quá lớn nên dòng điệnchẳng thể chạy qua chúng. Những chất liệu như thế này được gọi là chất cách điện.Sợi dây càng dài thì điện trở của nó càng lớn. Và dây càng dày thì điện trởcủa nó càng nhỏ. Giống như nước chảy qua một cái ống lớn, dòng điện chạy qua vậtdẫn dày thuận lợi hơn.Nhiệt độ của một chất cũng ảnh hưởng đến điện trở của nó. Trong đa sốtrường hợp, điện trở tăng khi nhiệt độ tăng. Nhưng quy luật này có ngoại lệ.
Để hiểu rõ chuyển động của dòng điện trong một mạch điện, hãy hình dungsự tương đồng giữa một mạch điện và hệ thống ống dẫn nước. Trong hệ thốngnước, nước bị buộc chảy qua các ống do máy bơm. Máy bơm đó tương ứng vớimáy phát điện hoặc pin trong mạch điện. Máy bơm tạo ra áp lực buộc nước chuyển
động trong hệ. Áp lực này tương đương với suất điện động, hay điện áp. Lượngnước chảy trong các ống tương ứng với lượng điện chạy trong mạch điện.
Điện trở tương đương với ma sát (sự cọ xát) trong các ống dẫn nước. Máybơm phải kháng ma sát này để cho nước chuyển động. Khi hai chất cọ xát lên nhau,sự ma sát sinh ra nhiệt. Giống như ma sát, điện trở trong mạch điện tạo ra nhiệt.
Ống dẫn càng lớn cho phép nước chảy càng dễ, trong khi ống nhỏ có ma sát cản trởdòng nước lớn hơn. Dây dày có điện trở nhỏ hơn dây mỏng.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Một mạch điện có nhiều cái giống với một hệ thống dẫn nước khép kín.Vào đầu thế kỉ 19, nhà vật lí người Đức Georg Ohm đã nghiên cứu sự hoạt
động của mạch điện. Ông muốn biết điện trở và điện áp ảnh hưởng như thế nào
đến dòng điện chạy trong dây. Ohm nhận thấy khi ông tăng điện áp trong mạch lên,thì dòng điện cũng tăng theo, miễn là những thứ khác trong mạch giữ nguyênkhông đổi. Giả sử chúng ta có một mạch điện 10 volt với dòng điện 1 ampere chạyqua nó. Nếu chúng ta tăng gấp đôi điện áp của mạch lên 20 volt, thì chúng ta sẽ códòng điện tăng gấp đôi lên 2 ampere.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Ohm còn phát hiện thấy dòng điện trong mạch giảm đi khi ông tăng điện trởtrong mạch. Kết quả là chỉ có một nửa ampere dòng điện chạy qua mạch.Năm 1827, Ohm cho công bố những kết quả của ông. Những khám phá nàyngày nay gọi là định luật Ohm. Định luật Ohm được phát biểu như sau: Dòng điệntrong một mạch điện tỉ lệ thuận với suất điện động (điện áp) và tỉ lệ nghịch với
điện trở.Hãy nghĩ tới sự so sánh của chúng ta giữa dòng điện và dòng nước chảy mộtlần nữa. Lượng nước chảy qua một cái ống phụ thuộc vào áp suất của nước và kíchcỡ của ống. Nếu máy bơm tăng áp suất (áp suất cao giống với điện áp cao), thìnước sẽ chảy qua ống nhiều hơn. Nếu cái ống có tiết diện mỏng hơn (ống mỏnghơn tương đương với điện trở lớn hơn), thì nước chảy qua nó ít hơn. Định luậtOhm cho chúng ta biết cái rất giống như vậy xảy ra với dòng điện. Lượng điện chạytrong một mạch phụ thuộc vào điện áp (“áp suất” điện) và điện trở của mạch.Về mặt toán học, định luật Ohm được viết như sau:dòng điện = điện áp / điện trở hay I = E / RTrong phương trình này, I kí hiệu cho cường độ dòng điện, đo theoampere. E kí hiệu cho suất điện động, hay điện áp, của mạch. R kí hiệu cho điện trở.Chú ý rằng cường độ dòng điện (I) được biểu diễn theo phân số. Nếu chúngta tăng điện áp (E) thì tử số của phân số lớn hơn. Cho nên giá trị của cả phân số lớnhơn. Điện áp lớn hơn trong mạch mang lại dòng điện lớn hơn.Nhưng khi chúng ta tăng điện trở (R), thì mẫu số của phân số trở nên lớnhơn. Điều đó làm cho giá trị của phân số nhỏ đi. Điện trở lớn hơn trong mạch manglại dòng điện nhỏ hơn.
Định luật Ohm cho chúng ta biết rằng khi có rất nhiều điện trở thì dòng điệnsẽ chạy rất ít. Nếu có điện trở nhỏ, thì dòng điện sẽ chạy nhiều hơn. Điều đó giảithích tại sao người ta cảm nhận những cú sốc điện nguy hiểm nhất khi da của họ bị
ướt.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Da khô là vật dẫn điện không tốt. Nó có điện trở lớn. Cho nên khi một ngườicó da khô bất ngờ chạm tay vào dây dẫn và khép kín mạch điện, thì dòng điện chạyqua cơ thể không lớn lắm. Lượng điện đó có ít nguy hiểm. Nhưng nếu một người
đang bị ướt, đặc biệt khi người đó đang tiếp xúc với một vật dẫn tốt như nước hoặckim loại, thì điện trở nhỏ hơn nhiều lần. Người đó trở thành một vật dẫn tốt hơnnhiều, cho nên dòng điện chạy qua cơ thể lớn hơn, gây ra một cú sốc nguy hiểm.Một vài năm sau khi Georg Ohm thực hiện khám phá của ông, nhà vật língười Anh James Joule đã tự tiến hành nghiên cứu xem điện năng hoạt động nhưthế nào. Joule quan tâm đến việc làm thế nào một dạng năng lượng này có thểchuyển hóa thành một dạng năng lượng khác. Một trong những sự biến đổi mà ôngnghiên cứu là sự chuyển hóa điện năng thành nhiệt.Công suất là lượng năng lượng phân phối trong mỗi đơn vị thời gian. Côngsuất điện đo bằng watt (theo tên James Watt, nhà phát minh ra động cơ hơi nước).Joule đã đo công suất do mạch điện phân phối bằng cách khảo sát lượng nhiệt màchúng sinh ra trong một lượng thời gian nhất định. Phần lớn công suất điện trongnhà của chúng ta được sử dụng theo kiểu tương tự - sinh nhiệt để sưởi ấm hoặc đểnấu chín thức ăn.Joule nhận thấy công suất trong một mạch điện phụ thuộc vào hai yếu tố:
điện áp của mạch và dòng điện chạy trong nó. Dòng điện chạy trong mạch càng lớnthì công suất mà nó phân phối càng nhiều. Và mạch có điện áp càng lớn thì côngsuất mà nó phân phối càng lớn. Công suất do một mạch điện sinh ra có thể tínhbằng cách nhân điện áp với cường độ dòng điện:công suất = điện áp × cường độ dòng điện hay H = E × IQuy tắc này được gọi là định luật Joule. Định luật Joule cho chúng ta biết rằngnếu tăng điện áp hoặc cường độ dòng điện trong mạch, thì công suất do mạch phânphối sẽ tăng lên.Toàn bộ những thiết bị điện chúng ta cắm vào mạch điện gia dụng đều sửdụng điện năng để thực hiện công. Chúng biến đổi năng lượng điện thành nhiệt,ánh sáng hoặc chuyển động. Các thiết bị đều đưa thêm điện trở vào trong mạch.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Chính điện trở của dây quấn của lò điện sinh ra điện để nướng bánh mì của chúngta hoặc rán thịt gà cho buổi tối. Điện trở có chủ tâm này trong mạch được gọi là tải.Các động cơ điện trong máy cạo râu, máy giặt quần áo, và máy hút bụi đều có
điện trở. Chúng đặt một tải tăng dần lên mạch điện khi chúng đang hoạt động. Nếubạn đặt tay bạn ở gần động cơ điện của bất kì thiết bị nào, bạn sẽ có thể cảm nhậnnhiệt do điện trở của nó sinh ra.Trong mạch điện gia dụng thông thường, điện áp luôn luôn giữ ổn định –110 hoặc 220 volt. Nhưng công ti điện sẽ cung cấp cho hộ tiêu thụ lượng dòng điện
đủ cho hộ sử dụng. Cho nên khi chúng ta cần công suất lớn hơn để chạy các thiết bịcủa mình, thì dòng điện trong mạch tăng lên. Trong nhà của chúng ta, khi chúng tasử dụng điện công suất lớn hơn, thì chúng ta có nhiều ampere dòng điện hơn chạytrong mạch điện của mình.
Định luật Joule giải thích tại sao một lò sưởi điện lại tốn kém hơn một lònướng bánh. Lò sưởi điện cần tạo ra nhiệt lượng lớn hơn so với lò nướng bánh.Cho nên lò sưởi sử dụng dòng điện lớn hơn lò nướng bánh. Dòng điện lớn hơnchạy qua thiết bị cho công suất lớn hơn, hay nhiệt sinh ra nhiều hơn. Nhưng chúngta phải trả tiền năng lượng cho công ti điện. Công suất chúng ta dùng càng lớn thìchúng ta phải trả tiền càng nhiều.
Định luật Joule cũng giải thích tại sao chúng ta lắp cầu chì hoặc cầu dao tự
động vào mạch điện trong nhà mình. Khi chúng ta làm mạch điện quá tải với quánhiều thiết bị, thì các dây dẫn phải mang dòng điện rất lớn. Dây dẫn có một phần
điện trở đối với dòng điện, và điện trở thì sinh ra nhiệt. Dòng điện lớn chạy trongdây thì nhiệt sinh ra càng nhiều. Nếu các dây dẫn quá nóng, chúng có thể dễ dàngbắt lửa.“Sự ngắn mạch” xảy ra khi hai dây dẫn trong mạch chạm nhau mà không cóthiết bị tiêu thụ nào trong mạch. Hiện tượng đó có thể xảy ra nếu như lớp cách
điện bên ngoài dây bị nóng chảy hoặc tróc vỏ. Không có điện trở của thiết bị tiêuthụ trong mạch, một dòng điện lớn sẽ dễ dàng chạy qua dây. Toàn bộ dòng điện đócòn có thể sinh đủ nhiệt trong các dây để bắt đầu cháy.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
May thay, mỗi mạch điện gia dụng còn có lắp cầu chì hoặc cầu dao tự động.Cầu chì hoạt động giống như bất kì mẩu dây dẫn nào khác trong mạch điện. Chúngdẫn điện là một phần của mạch điện, và chúng có một phần điện trở. Chúng càngnóng lên khi dòng điện chạy qua chúng càng lớn. Nhưng cầu chì được thiết kế đểtan chảy khi có dòng điện quá lớn chạy qua chúng. Khi cầu chì tan chảy, nó ngắtmạch điện. Không còn dòng điện nào chạy nữa. Sự ngắt mạch như thế làm kết thúctình trạng quá tải điện, nếu không thì nhiệt sinh ra đủ nóng để gây cháy nổ. Cầudao tự động có vai trò bảo vệ mạch tương tự như vậy, nhưng không cần phải thaychúng sau mỗi lần “bật”.Mỗi khi bạn bật bóng đèn lên, hoặc nướng bánh mì, hoặc là cái áo sơ mi, thìnhững khám phá của Georg Ohm, James Joule và những đồng nghiệp của họ lại
đang phát huy tác dụng trước bạn. Việc hiểu rõ định luật Ohm, định luật Joule vànhững định luật khác của mạch điện cho phép các kĩ thuật viên và kĩ sư điện xâydựng thế giới điện khí hóa của chúng ta an toàn và hiệu quả.Ngày nay, các nhà khoa học hiểu rất rõ sự hoạt động của dòng điện. Nhưngvẫn có nhiều thứ cần tìm hiểu thêm về vũ trụ. Chúng ta vẫn phải học hỏi nhiều vềcác ngôi sao và hành tinh, về nguyên tử, và sự kì diệu của sự sống. Vẫn còn những
định luật cần khám phá và những bí ẩn cần giải thích. Có lẽ một ngày nào đó bạn sẽcó thể ghi thêm tên của mình vào danh sách những nhà khoa học đã giúp khám phára những bí ẩn của vũ trụ.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Sóng: Các nguyên lí củaÁnh sáng, Điện và Từ học(Phần 8)
Định luật nghịch đảo bình phương
Một số định luật tự nhiên quan trọng đều tuân theo một khuôn mẫu chung.Khuôn mẫu này được gọi là định luật nghịch đảo bình phương. Lực hấp dẫn hànhxử theo kiểu này. Lực điện và lực từ cũng thế. Cường độ ánh sáng cũng vậy. Chẳngphải ngẫu nhiên mà những định luật này lại giống nhau. Sau đây là lời giải thích tạisao định luật nghịch đảo bình phương lại áp dụng được cho quá nhiều loại lựckhác nhau như thế.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Trong tất cả những định luật nghịch đảo bình phương, độ lớn của lực mà
định luật đó mô tả tỉ lệ nghịch với khoảng cách đến nguồn sinh ra lực. Khi hai đạilượng là tỉ lệ nghịch, nếu số đo này giảm thì số đo kia sẽ tăng. Độ lớn của lực giảmkhi khoảng cách tăng lên. Tuy nhiên, trong tất cả các định luật nghịch đảo bìnhphương, độ lớn của lực giảm tỉ lệ với bình phương khoảng cách đến tâm của lực.
Cường độ ánh sáng tuân theo một định luật nghịch đảo bình phương. Cường
độ của ánh sáng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến nguồn sáng. Khi bạn
đi ra một nguồn sáng, độ sáng của ánh sáng phát ra từ nguồn đó giảm đi. Hãy sửdụng ánh sáng làm thí dụ để xem tại sao có quá nhiều lực khác nhau lại tuân theomột khuôn mẫu này.
Hãy tưởng tượng một nguồn sáng như một bóng đèn điện nhỏ xíu ở giữamột không gian lớn, tối đen. Ánh sáng từ nguồn tỏa ra mọi hướng, giống như mộtcái bong bóng đang dãn nở. Cường độ ánh sáng được đo theo đơn vị lumen. Giả sửnguồn sáng của chúng ta đang sản sinh ra tổng cộng 1.000 lumen ánh sáng.
Hãy hình dung một mặt cầu với bán kính 1 mét bao xung quanh nguồn sángtrên. Ánh sáng từ nguồn phát ra rọi sáng phần bên trong của mặt cầu. Hỏi ánh sáng
đó phải rọi sáng diện tích bằng bao nhiêu? Diện tích bề mặt của một khối cầu đượctính bằng cách nhân 4 với p (pi, hay 3,14) nhân với bình phương bán kính của khốicầu.
A = 4 × p × r2Vì thế, khối cầu của chúng ta có diện tích bề mặt là 12,6 mét vuông. 1.000lumen ánh sáng do bóng đèn tạo ra sẽ phân bố đều trên 12,6 mét vuông bề mặt đó.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Phép chia tổng lượng ánh sáng cho số lượng mét vuông trên khối cầu sẽ chochúng ta biết có bao nhiêu ánh sáng rọi lên mỗi mét vuông. Khi chúng ta chia 1.000lumen cho 12,6 mét vuông, ta tìm được mỗi mét vuông được rọi khoảng 80 lumenánh sáng.Giả sử chúng ta tăng gấp đôi bán kính của mặt cầu bao xung quanh nguồnsáng của chúng ta. Bạn sẽ thấy rằng 1.000 lumen ánh sáng sẽ phân bố trên mộtdiện tích lớn hơn nhiều. Mặt cầu mới có bán kính 2 mét. Để tính tổng diện tích bềmặt, một lần nữa chúng ta nhân 4 × p × r2. Mặt cầu mới của chúng ta có diện tích50,2 mét vuông. Bán kính của mặt cầu mới chỉ gấp đôi bán kính của mặt cầu thứnhất. Nhưng diện tích của mặt cầu thứ hai gấp bốn lần diện tích của mặt cầu thứnhất. Đó là vì diện tích của mặt cầu được tính trên bình phương của bán kính.Nguồn sáng của chúng ta vẫn đang tạo ra lượng ánh sáng như cũ: 1.000lumen. Nhưng ở khoảng cách này, lượng ánh sáng như cũ đó đang rọi lên một mặtcầu diện tích 50,2 mét vuông. Cho nên mỗi mét vuông chỉ nhận khoảng 20 lumenánh sáng. Giá trị này chỉ bằng một phần tư lượng ánh sáng mà mỗi mét vuông nhận
được ở mặt cầu thứ nhất. Khoảng cách từ nguồn sáng đến mặt cầu đã tăng lên hailần, nhưng cường độ ánh sáng chỉ còn bằng một phần tư. Đây là mối liên hệ nghịch
đảo bình phương.
Điều tương tự vẫn đúng nếu bán kính tăng lên 3 mét. Một lần nữa chúng tanhân 4 × p × r2. Mặt cầu thứ ba của chúng ta có diện tích bề mặt 113 mét vuông.Bán kính của mặt cầu này bằng ba lần bán kính của mặt cầu ban đầu, nhưng diệntích của mặt cầu thứ ba lớn gấp chín lần. 1.000 lumen ánh sáng của chúng ta phântán trên 113 mét vuông bề mặt. Mỗi mét vuông thuộc mặt cầu thứ ba của chúng tanhận khoảng 9 lumen ánh sáng. Giá trị này bằng một phần chín lượng ánh sáng màmỗi mét vuông nhận được ở mặt cầu thứ nhất. Khoảng cách từ tâm đến mặt cầugiờ tăng lên ba lần, nhưng cường độ ánh sáng chỉ bằng một phần chín.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Lượng ánh sáng như nhau, khi nó tỏa ra từ một nguồn, rọi lên một diện tíchmỗi lúc một tăng dần.Tất nhiên, những mặt cầu đó không thật sự tồn tại. Những mặt cầu tưởngtượng đó cho chúng ta một cách hình dung tại sao cường độ ánh sáng giảm nhanhhơn nhiều khi khoảng cách tăng lên. Đó là vì tổng năng lượng phải phân tán trênmột diện tích tăng lên nhanh chóng.Thậm chí, bạn có thể thấy định luật nghịch đảo bình phương này xảy ra với
đôi mắt của bạn. Hãy đánh dấu những khoảng cách 10, 20 và 30 mét từ một điểm 0trong sân nhà bạn hoặc trên vỉa hè gần nhà bạn. Khi trời tối, hãy đứng trên điểm 0của bạn. Nhờ một ai đó đứng với một đèn flash tại vạch 10 mét. Hãy nhìn cường độánh sáng. Yêu cầu người đó di chuyển đến vạch 20 mét, rồi vạch 30 mét, và so sánhcái bạn nhìn thấy. Mặc dù bạn không có khả năng đo cường độ ánh sáng nếu nhưtrong tay bạn không có một máy đo ánh sáng rất nhạy, nhưng bạn sẽ có thể nóicường độ ánh sáng giảm đi nhanh khi người hỗ trợ bạn di chuyển ra xa.
Bạn có thể hình dung lực hấp dẫn phân tán từ tâm của trái đất (hay bất kìkhối lượng nào khác) theo kiểu giống như ánh sáng tỏa ra từ một nguồn sáng. Bạncó thể hình dung trường điện từ tỏa ra từ một nguồn theo kiểu giống như vậy. Hãyhình dung mỗi lực tỏa ra từ nguồn của nó giống như một cái bọt dãn nở mãi mãi.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Mối liên hệ nghịch đảo bình phương đúng đối với tất cả những lực này bởi vìchúng đều phân tán đều theo mọi hướng từ tâm điểm nơi chúng sinh ra. Khi bạncàng tiến xa tâm điểm đó, thì tác dụng của những lực này phân tán trên một diệntích lớn hơn nhiều.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -