Пошаговый калькулятор закона обратных квадратов — это не просто страница с формулой 1/r², а понятный онлайн-инструмент, который помогает быстро посчитать, как меняется освещённость, облучённость, мощность дозы, уровень звука или любая другая линейная величина при изменении расстояния. Он создан для тех случаев, когда ошибка — не просто «неприятный пустяк», а риск получить слишком слабый свет, слишком высокий уровень, неверную дистанцию или ложную уверенность в расчёте.

Главная сила инструмента — в том, что он ведёт пользователя по шагам, а не бросает в хаос из полей и формул. Сначала вы выбираете задачу, потом физическую величину и модель, затем вводите исходные данные, а уже после этого получаете итоговый результат, применённую формулу, график зависимости от расстояния, практические замечания и допущения модели. Такой формат особенно удобен, если нужно не просто увидеть цифру, а понять, можно ли ей доверять.

Калькулятор умеет решать три реальные задачи: рассчитать значение на расстоянии, найти нужную дистанцию и сравнить две точки. При этом он отдельно учитывает, что звук в дБ — это логарифмическая величина, а свет, облучённость и мощность дозы чаще считаются в линейной форме. Благодаря этому инструмент не смешивает несовместимые формулы и снижает риск типичных ошибок.

Это удобный вариант для тех, кто хочет считать быстрее, ошибаться реже и получать не сухую математику, а готовый, объяснённый результат для практики.

Как пользоваться калькулятором

1. Верхняя часть инструмента

В верхнем блоке пользователь видит:

• Название калькулятора — сразу показывает, что это именно пошаговый инструмент.
• Подзаголовок — объясняет, что калькулятор подходит для света, облучённости, мощности дозы и уровня звука.
• Прогресс-бар — показывает, на каком этапе вы находитесь.
• Индикаторы шагов:
  • Задача
  • Модель
  • Данные
  • Результат

Это важно: интерфейс специально устроен так, чтобы на экране была только одна логическая группа полей, без перегрузки и лишнего шума.

2. Шаг «Задача»

На первом экране нужно выбрать, что именно вы хотите посчитать. Для этого используются три карточки-кнопки.

1. Значение на расстоянии
   • Подходит, если у вас уже есть известное значение, и нужно узнать, что будет на другой дистанции.
   • Пример: 1000 лк на 1 м → узнать, сколько будет на 2 м.
2. Нужное расстояние
   • Подходит, если вы хотите найти минимальную дистанцию для достижения целевого или безопасного уровня.
   • Пример: 120 мкЗв/ч на 1 м → найти расстояние, где будет 7,5 мкЗв/ч или меньше.
3. Сравнить две дистанции
   • Подходит, если нужно понять, насколько различается значение в двух точках.
   • Пример: сравнить уровень звука на 2 м и 8 м.

Кнопки навигации:

• «Назад» — на первом шаге неактивна.
• «Далее» — переводит к следующему этапу.

3. Шаг «Модель»

На этом этапе вы задаёте тип величины и способ расчёта.

Поле «Тип величины»

Это выпадающий список, в котором можно выбрать:

• Освещённость (лк) — сколько света падает на поверхность.
• Облучённость (Вт/м²) — плотность энергетического потока излучения.
• Мощность дозы (мкЗв/ч) — ориентировочная оценка радиационного уровня на расстоянии.
• Уровень звука (дБ) — расчёт звука в условиях, близких к свободному полю.
• Универсальная линейная величина — для любой величины, которая подчиняется правилу 1/r².

Рядом есть подсказка, которая объясняет важный нюанс:

• для звука применяются логарифмические формулы;
• для остальных величин — линейная форма закона обратных квадратов.

Это сильная сторона инструмента: он не смешивает дБ и обычные линейные расчёты в одну кучу.

Блок выбора модели

После выбора типа величины калькулятор показывает подходящую модель расчёта.

1. От известного значения на опорной дистанции
   • Самый практичный режим.
   • Подходит, если у вас уже есть измерение или известный уровень на одной дистанции.
   • Пример: 250 лк на 1,5 м → пересчитать на 3 м.
2. От полной мощности / потока изотропного источника
   • Доступен только для:
     • освещённости;
     • облучённости.
   • Используется для изотропного точечного источника, который излучает одинаково во все стороны.
   • Пример:
     • 3000 лм → рассчитать освещённость на 2 м;
     • 120 Вт → рассчитать облучённость на 3 м.

Важно:

• для мощности дозы;
• для уровня звука;
• для универсальной линейной величины

инструмент фактически ведёт пользователя к модели от известного значения, потому что это и логичнее, и точнее для практики.

Кнопки навигации:

• «Назад» — возвращает к выбору задачи.
• «Далее» — открывает ввод данных.

4. Шаг «Данные»

На этом экране калькулятор показывает только нужные поля. Важно: здесь нет мгновенного расчёта. Сначала вы заполняете данные, потом переходите к проверке условий.

Основные поля ввода

Набор полей меняется в зависимости от сценария.

Если выбран режим «Значение на расстоянии» и модель «От известного значения»

Вы увидите:

• Известное значение
  Исходный уровень на опорной дистанции.
  Пример: 1000 лк, 84 дБ, 120 мкЗв/ч.
• Опорная дистанция
  Расстояние, на котором известно исходное значение.
  Пример: 1 м.
• Нужная дистанция
  Расстояние, для которого надо получить результат.
  Пример: 2 м.

Если выбран режим «Нужное расстояние»

Вы увидите:

• Известное значение
  Исходный уровень на известной дистанции.
• Опорная дистанция
• Целевое значение
  Уровень, к которому нужно прийти или который нельзя превышать.

Если выбран режим «Сравнить две дистанции»

Вы увидите:

• Известное значение
• Опорная дистанция
• Первая дистанция
• Вторая дистанция

Если выбрана изотропная модель

Вместо исходного измерения калькулятор попросит:

• Световой поток источника — для освещённости, в лм.
• Лучистую мощность источника — для облучённости, в Вт.
• Дистанцию или целевое значение — в зависимости от сценария.

Блок «Формула, которая будет использована»

После полей калькулятор показывает информационный блок с формулой, которая будет применена. Это удобно, потому что пользователь заранее понимает, по какой логике будет строиться расчёт.

Примеры формул:

• Освещённость₂ = Освещённость₁ × (r₁ / r₂)²
• r₂ = r₁ × √(Значение₁ / Значение₂)
• L₂ = L₁ + 20·log₁₀(r₁ / r₂)
• E = Φ / (4πr²)

Кнопки навигации:

• «Назад» — возвращает к выбору модели.
• «Далее» — открывает шаг проверки условий.

5. Шаг «Результат» и проверка условий

Перед запуском расчёта калькулятор показывает сводку выбора:

• Задача
• Величина
• Модель

Это важный защитный момент: пользователь может ещё раз проверить, не ошибся ли он в логике сценария.

Дополнительные элементы на этом шаге

Переключатель «Проверить результат по моему лимиту / порогу»

Доступен для режимов:

• Значение на расстоянии
• Сравнить две дистанции

После включения появляется поле:

• Лимит для проверки

Пример:

• 80 дБ
• 10 мкЗв/ч
• 300 лк

Калькулятор потом покажет статус:

• Укладывается в лимит
• Выше лимита

Поле «Дополнительный запас по расстоянию»

Доступно только для режима «Нужное расстояние».

Это полезно, если вам нужен не сухой математический минимум, а рабочая дистанция с запасом.

Пример:

• минимальная дистанция — 4 м;
• запас — 20%;
• рекомендованная дистанция — 4,8 м.

Информационный блок «Важно»

Перед расчётом калькулятор напоминает об ограничениях модели:

• источник предполагается точечным;
• распространение — свободным;
• заметное поглощение, экранирование и отражения не учитываются;
• для звука предполагается свободное поле;
• для света не учитывается диаграмма силы света реального светильника.

Кнопка:

• «Рассчитать» — запускает полный расчёт.

6. Что показывает результат

После нажатия кнопки вы получаете не только число, а целый набор полезных блоков.

Главный результат

Это крупное значение в центре результата. Например:

• 250 лк
• 4 м
• −12,04 дБ
• 59,68 лк

Статус

Если включён лимит, показывается статус:

• Укладывается в лимит
• Выше лимита

Карточки результата

Калькулятор может показать:

• Изменение относительно базы
• Проверяемую дистанцию
• Рекомендуемую дистанцию с запасом
• Во сколько должно измениться значение
• Результат на первой точке
• Результат на второй точке
• Разницу между точками

Блок «Применённая формула»

Здесь показывается формула уже с подставленными числами, а не только в общем виде.

График зависимости от расстояния

График строится по тем же данным, что и итоговый расчёт. Это полезно, если нужно не просто посмотреть одну точку, а понять общую кривую ослабления.

Практические замечания

Здесь инструмент объясняет, как интерпретировать результат. Например:

• стоит ли считать источник точечным;
• нужен ли контрольный замер;
• не слишком ли мал запас по расстоянию;
• насколько сильно на результат влияет реверберация или направленная оптика.

Допущения модели

Этот блок помогает не переоценить точность расчёта. Это особенно важно для:

• радиационной оценки;
• светильников с оптикой;
• звука в помещении;
• любых задач, где закон 1/r² работает только как приближение.

7. Требования к вводу данных

Чтобы калькулятор сработал корректно, соблюдайте простые правила:

• все расстояния должны быть больше нуля;
• числовые значения должны быть корректными и конечными;
• для линейных величин исходное значение должно быть положительным;
• для дБ допускаются любые реалистичные значения;
• поле запаса по расстоянию должно быть больше нуля;
• для изотропной модели используйте её только тогда, когда источник действительно можно рассматривать как изотропный точечный.

8. Когда калькулятор особенно полезен

Инструмент лучше всего подходит, если вы хотите:

• быстро рассчитать освещённость по расстоянию;
• оценить облучённость от источника;
• прикинуть безопасную дистанцию по мощности дозы;
• сравнить уровень звука на двух расстояниях;
• сделать проверку по лимиту;
• получить пошаговый расчёт без ручного вывода формул.

Примеры использования

Пример 1. Рассчитать освещённость на другой дистанции

Постановка задачи:
На расстоянии 1 м от источника измерено 1000 лк. Нужно узнать, какая освещённость будет на 2 м, и проверить, проходит ли точка по лимиту 300 лк.

Шаги решения:

1. На шаге «Задача» выберите «Значение на расстоянии».
2. На шаге «Модель» выберите:
   • Освещённость (лк)
   • От известного значения на опорной дистанции
3. На шаге «Данные» введите:
   • Известная освещённость — 1000
   • Опорная дистанция — 1
   • Нужная дистанция — 2
4. На шаге «Результат» включите:
   • Проверить результат по моему лимиту / порогу
   • Лимит для проверки — 300
5. Нажмите «Рассчитать».

Полученные результаты:

• Освещённость на 2 м: 250 лк
• Изменение относительно базы: ослабление в 4 раза
• Статус: выше лимита нет, но до порога 300 лк значение не дотягивает
• Формула: 1000 × (1 ÷ 2)² = 250

Применение на практике:
Если рабочей зоне требуется не меньше 300 лк, этого источника на 2 м уже мало. Пользователь сразу видит и цифру, и факт, что дистанцию, мощность или схему освещения придётся менять.

Пример 2. Найти безопасную дистанцию по мощности дозы

Постановка задачи:
Известно, что на расстоянии 1 м мощность дозы составляет 120 мкЗв/ч. Нужно найти дистанцию, на которой уровень снизится до 7,5 мкЗв/ч, а также получить рабочий запас 20%.

Шаги решения:

1. Выберите «Нужное расстояние».
2. Выберите:
   • Мощность дозы (мкЗв/ч)
   • От известного значения на опорной дистанции
3. Введите:
   • Известная мощность дозы — 120
   • Опорная дистанция — 1
   • Целевая мощность дозы — 7,5
4. На шаге проверки условий укажите:
   • Дополнительный запас по расстоянию — 20
5. Нажмите «Рассчитать».

Полученные результаты:

• Минимальная дистанция: 4 м
• Рекомендуемая дистанция с запасом: 4,8 м
• Ослабление относительно базы: в 16 раз
• Формула: r₂ = 1 × √(120 ÷ 7,5) = 4

Применение на практике:
Такой расчёт полезен как предварительная оценка дистанции. Но в задачах реальной безопасности его нужно обязательно сверять с прибором, паспортом источника и локальным регламентом.

Пример 3. Сравнить уровень звука на двух расстояниях

Постановка задачи:
Колонка даёт 84 дБ на 1 м. Нужно сравнить, что будет на 2 м и 8 м, и проверить лимит 78 дБ.

Шаги решения:

1. Выберите «Сравнить две дистанции».
2. Укажите:
   • Уровень звука (дБ)
   • От известного значения на опорной дистанции
3. Введите:
   • Известный уровень звука — 84
   • Опорная дистанция — 1
   • Первая дистанция — 2
   • Вторая дистанция — 8
4. Включите проверку по лимиту и задайте:
   • Лимит для проверки — 78
5. Нажмите «Рассчитать».

Полученные результаты:

• На 2 м: 77,98 дБ
• На 8 м: 65,94 дБ
• Разница между точками: 12,04 дБ
• Статус на 2 м: укладывается в лимит
• Статус на 8 м: укладывается в лимит
• Формула: L(r) = L₁ + 20·log₁₀(r₁ ÷ r)

Применение на практике:
Это удобно для расстановки акустики, оценки шума и поиска комфортной зоны прослушивания. Пользователь сразу видит, что увеличение дистанции даёт заметное снижение уровня.

Пример 4. Рассчитать освещённость от светового потока изотропного источника

Постановка задачи:
Есть источник со световым потоком 3000 лм. Нужно оценить освещённость на 2 м при изотропной модели.

Шаги решения:

1. Выберите «Значение на расстоянии».
2. Выберите:
   • Освещённость (лк)
   • От полной мощности / потока изотропного источника
3. Введите:
   • Световой поток источника — 3000
   • Нужная дистанция — 2
4. Нажмите «Рассчитать».

Полученные результаты:

• Освещённость на 2 м: 59,68 лк
• Формула: E = 3000 ÷ (4π × 2²) = 59,68 лк

Применение на практике:
Это хороший быстрый расчёт, если нужно понять порядок величины. Но для реального светильника с линзой, отражателем или направленной оптикой точнее опираться на фотометрические данные или замер люксметром.

Пример 5. Пересчитать универсальную линейную величину

Постановка задачи:
Есть произвольная линейная величина со значением 400 усл. ед. на расстоянии 1,5 м. Нужно узнать, что будет на 3 м.

Шаги решения:

1. Выберите «Значение на расстоянии».
2. Выберите:
   • Универсальная линейная величина
   • От известного значения на опорной дистанции
3. Введите:
   • Известное значение — 400
   • Опорная дистанция — 1,5
   • Нужная дистанция — 3
4. Нажмите «Рассчитать».

Полученные результаты:

• Значение на 3 м: 100 усл. ед.
• Ослабление: в 4 раза
• Формула: 400 × (1,5 ÷ 3)² = 100

Применение на практике:
Этот режим подходит для любых величин, которые действительно подчиняются закону 1/r². Он особенно полезен, когда пользователю нужно быстро проверить гипотезу без ручного пересчёта.

Таблица сценариев, формул и ограничений