ডেসিবেল স্কেল: তীব্রতার বিশাল পরিসর সংকুচিত করা
1 · প্রত্যাশা করুন
মানুষের শোনা শব্দের তীব্রতা ফিসফিস থেকে জেট ইঞ্জিন পর্যন্ত এক লক্ষ কোটি গুণ বিস্তার জুড়ে। তবু আমরা জোরের মাপ সরাসরি W/m²-এ নয়, ডেসিবেলে করি কেন?
- ডেসিবেল লগারিদমিক স্কেল, তাই সমান dB-ধাপ মানে তীব্রতায় সমান গুণিতক লাফ।
- ডেসিবেল কেবল সুবিধার জন্য W/m²-এর রৈখিকভাবে রি-স্কেল করা রূপ।
- ডেসিবেল তীব্রতা থেকে ভৌতভাবে ভিন্ন কিছু মাপে।
2 · প্রস্তুতি
- sound-decibel প্রিসেটটি খুলে রিসেট চাপুন। উৎসটি সব দিকে 0.12 W বিকিরণ করে।
- পর্যবেক্ষকে তীব্রতা ও শব্দস্তর রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে উৎস থেকে পর্যবেক্ষকের দূরত্ব সেট করুন এবং তীব্রতা ও শব্দস্তর রেকর্ড করুন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| দূরত্ব r (m) | তীব্রতা I (µW/m²) | শব্দ স্তর β (dB) |
|---|---|---|
| 2.00 | ||
| 4.00 | ||
| 8.00 |
আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য log₁₀(তীব্রতা I-এর W/m² মান) (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে শব্দস্তর β (y-অক্ষ) প্লট করুন। রেখাটি কি সরল?
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি ট্রায়ালের জন্য P = 0.12 W ধরে I = P/(4πr²) নির্ণয় করুন (µW/m²-এ জানান, 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), তারপর প্রসঙ্গ তীব্রতা I₀ = 10⁻¹² W/m² সহ β = 10·log₁₀(I/I₀)। দুটোই সারণির সাথে তুলনা করুন।
- আপনার নিকটতম ও দূরতম ট্রায়ালের তীব্রতা 16 গুণ পার্থক্য হলেও শব্দস্তর কলাম মাত্র প্রায় 12 dB বদলায়। সূত্রের লগারিদম ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করুন কেন।
5 · বিস্তার করুন
- প্রসঙ্গ তীব্রতা I₀ = 10⁻¹² W/m²-কে মানুষের শোনা প্রায় সবচেয়ে মৃদু শব্দ (0 dB) ধরে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে। সূত্র ব্যবহার করে বলুন, ঠিক সেই সীমা-তীব্রতায় শ্রোতা কত শব্দস্তর মাপবে?
- প্রতি +10 dB মানে তীব্রতা ×10 বৃদ্ধি, দ্বিগুণ নয়। সূত্র ব্যবহার করে বলুন তীব্রতা দ্বিগুণ (×2) হলে প্রায় কত dB যোগ হয়?
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
ডেসিবেলে শব্দস্তর
ডেসিবেল স্কেল শ্রবণযোগ্য সবচেয়ে মৃদু তীব্রতা I₀ = 10⁻¹² W/m²-এর সাপেক্ষে ভিত্তি-10 লগারিদম দিয়ে তীব্রতার বিশাল পরিসরকে সংকুচিত করে — তাই প্রতি +10 dB মানে প্রকৃত তীব্রতায় ×10 লাফ।