InversQuadratGesetz

InversQuadratGesetz, auch bekannt als das inverse-Quadrat-Gesetz, ist ein grundlegendes Prinzip der Physik, das beschreibt, wie bestimmte Größen mit dem Quadrat des Abstands von einer punktförmigen Quelle abnehmen. In der einfachsten Form bedeutet dies eine Proportionalität F ∝ 1/r^2, wobei r der Abstand zur Quelle ist. Die gleiche Abnahme gilt für Intensität, Strahlungsfluss oder Kraft in vielen Kontexten.

Mathematisch treten zentrale Beispiele auf: Gravitationskraft F = G m1 m2 / r^2 (Newtonsche Gravitation) und Coulombsche Kraft F = k q1 q2 / r^2 (elektrostatische Kraft). Auch die aus einer Licht- oder Strahlungsquelle ausgehende Intensität I fällt mit dem Quadrat des Abstands, I ∝ 1/r^2, entsprechend der Oberfläche einer expandierenden Sphäre mit Fläche 4π r^2. Das Gesetz leitet sich aus der konstanten Gesamtleistung bzw. Gesamtladung ab, die über eine Sphäre um die Quelle gleichmäßig verteilt wird.

Gültigkeit und Grenzen: Das InversQuadratGesetz gilt im Allgemeinen für punktförmige Quellen oder kugelsymmetrische Strahlung in freiem Raum, solange der Abstand groß genug ist, dass die Ausdehnung der Quelle vernachlässigbar wird, und keine Medium- oder Orientierungseffekte die Verteilung verändern. In realen Medien wirken Absorption, Streuung oder Reflexion; in der Gravitation kommen relativistische Effekte bei sehr starken Feldern hinzu, sodass das Gesetz dort durch Allgemeine Relativitätstheorie ersetzt wird.

Anwendungen reichen von Gravitations- und Coulomb-Kräften bis zu Beleuchtung, Photometrie und Radiowissenschaften, wo das 1/r^2-Verhalten eine zentrale Rolle spielt.