Vlnění a zvuk
Decibelová škála u ucha
Hlasitější zdroj zvyšuje hladinu decibelů v pevné vzdálenosti.
Decibelová škála u ucha — interaktivní simulace Vlnění a zvuk. Hlasitější zdroj zvyšuje hladinu decibelů v pevné vzdálenosti. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Decibelová stupnice
Decibelová škála stlačuje obrovské rozmezí intenzit do zvládnutelných čísel pomocí logaritmu.
Hladina zvuku β = 10 log₁₀(I/I₀) dB. Zvýšení o 10 dB znamená desetinásobnou intenzitu. Hlasitější zdroje zvyšují β v pevné vzdálenosti.
- β = 10 log₁₀(I/I₀)
- Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Intenzity zvuku slyšitelné člověkem se rozprostírají přes bilion, od šepotu po tryskový motor. Proč měříme hlasitost v decibelech místo přímo ve W/m²?
Predikce k zvážení
- Decibely používají logaritmickou škálu, takže stejné kroky v dB odpovídají stejným násobícím skokům v intenzitě.
- Decibely jsou jen lineárně přeškálovaná verze W/m² pro pohodlí.
- Decibely měří fyzikálně něco jiného než intenzitu.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Vzdálenost r (m)
Co měříš:
- Intenzita I (µW/m²)
- Hladina zvuku β (dB)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu sound-decibel a stiskni Resetovat. Zdroj vyzařuje 0.12 W všemi směry.
- Zapni odečty intenzity a hladiny zvuku u pozorovatele.
- Nastav vzdálenost pozorovatele od zdroje pro každý pokus a zapiš intenzitu a hladinu zvuku.
Řídící rovnice
Hladina zvuku v decibelech — L = 10·log₁₀(I/I₀)
Decibelová škála stlačuje obrovský dynamický rozsah intenzity logaritmem o základu 10 vzhledem k nejtichší slyšitelné intenzitě I₀ = 10⁻¹² W/m², takže každých +10 dB představuje skok ×10 ve skutečné intenzitě.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti I = P/(4πr²) s P = 0.12 W (udej v µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), pak β = 10·log₁₀(I/I₀) s referenční intenzitou I₀ = 10⁻¹² W/m². Porovnej obě s tabulkou.
- I když se tvůj nejbližší a nejvzdálenější pokus liší v intenzitě činitelem 16, sloupec hladiny zvuku se mezi nimi změní jen o asi 12 dB. Vysvětli proč, pomocí logaritmu ve vzorci.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Referenční intenzita I₀ = 10⁻¹² W/m² je definována zhruba jako nejtichší zvuk, který člověk slyší (0 dB). Použij vzorec — jakou hladinu zvuku by posluchač změřil přesně na prahové intenzitě?
- Každých +10 dB odpovídá nárůstu intenzity ×10, ne zdvojnásobení. Použij vzorec — zhruba kolik dB přidá intenzita, která se zdvojnásobí (×2)?
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Vítej v Decibelech
- Vyber pozorovatele
- Stiskni Spustit
- Logaritmická hlasitost
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →