Точечный источник — это одиночный идентифицируемый локализованный источник чего-либо. Точечный источник имеет незначительную протяженность, что отличает его от других геометрий источников. Источники называются точечными источниками, потому что в математическом моделировании эти источники обычно можно аппроксимировать как математическую точку для упрощения анализа.
Фактический источник не обязательно должен быть физически малым, если его размер пренебрежимо мал по сравнению с другими масштабами длины в задаче . Например, в астрономии звезды обычно рассматриваются как точечные источники, хотя на самом деле они намного больше Земли .
В трех измерениях плотность чего-либо, покидающего точечный источник , уменьшается пропорционально обратному квадрату расстояния от источника, если распределение изотропно и нет поглощения или других потерь.
В математике точечный источник — это сингулярность, из которой исходит поток или течение. Хотя такие сингулярности не существуют в наблюдаемой Вселенной, математические точечные источники часто используются как приближения к реальности в физике и других областях.
Как правило, источник света можно считать точечным, если разрешение инструмента визуализации слишком низкое, чтобы определить видимый размер источника. Существует два типа и источника света: точечный источник и протяженный источник.
Математически объект можно считать точечным источником, если его угловой размер , , намного меньше разрешающей способности телескопа: , где — длина волны света, а — диаметр телескопа.
Примеры:
Источники радиоволн , которые меньше одной радиоволновой длины , также обычно рассматриваются как точечные источники. Радиоизлучение, генерируемое фиксированной электрической цепью, обычно поляризовано , создавая анизотропное излучение. Однако, если распространяющаяся среда не имеет потерь, мощность излучения в радиоволнах на заданном расстоянии все равно будет изменяться обратно пропорционально квадрату расстояния, если угол остается постоянным по отношению к поляризации источника.
Источники гамма-излучения и рентгеновского излучения можно рассматривать как точечный источник, если они достаточно малы. Радиационное загрязнение и ядерные источники часто являются точечными источниками. Это имеет значение в области физики здоровья и радиационной защиты .
Примеры:
Звук — это колеблющаяся волна давления . Когда давление колеблется вверх и вниз, точечный источник звука действует поочередно как точечный источник жидкости, а затем как точечный сток жидкости. (Такой объект не существует физически, но часто является хорошей упрощенной моделью для расчетов.)
Примеры:
Коаксиальный громкоговоритель предназначен для работы в качестве точечного источника, обеспечивающего более широкое поле для прослушивания.
Точечные источники используются в качестве средства калибровки приборов ионизирующего излучения . Обычно они представляют собой герметичную капсулу и чаще всего используются для приборов гамма-, рентгеновского и бета-измерений.
В вакууме тепло выходит в виде излучения изотропно. Если источник остается неподвижным в сжимаемой жидкости, такой как воздух , вокруг источника могут формироваться потоки из-за конвекции , что приводит к анизотропной картине потери тепла. Наиболее распространенной формой анизотропии является образование теплового шлейфа над источником тепла. Примеры:
Точечные источники жидкости обычно используются в гидродинамике и аэродинамике . Точечный источник жидкости является обратным по отношению к точечному стоку жидкости (точке, из которой удаляется жидкость). В то время как стоки жидкости демонстрируют сложное быстро меняющееся поведение, которое наблюдается в вихрях (например, вода, текущая в сливное отверстие, или торнадо, возникающие в точках, где воздух поднимается), источники жидкости обычно создают простые модели потока, при этом неподвижные изотропные точечные источники создают расширяющуюся сферу новой жидкости. Если жидкость движется (например, ветер в воздухе или течения в воде), из точечного источника образуется шлейф .
Примеры:
Источники различных видов загрязнения часто рассматриваются как точечные источники в крупномасштабных исследованиях загрязнения. [1]
