Decibelová škála: stlačení obrovského rozsahu intenzit

1 · Predikuj

Intenzity zvuku slyšitelné člověkem se rozprostírají přes bilion, od šepotu po tryskový motor. Proč měříme hlasitost v decibelech místo přímo ve W/m²?

• 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.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu sound-decibel a stiskni Resetovat. Zdroj vyzařuje 0.12 W všemi směry.
2. Zapni odečty intenzity a hladiny zvuku u pozorovatele.
3. Nastav vzdálenost pozorovatele od zdroje pro každý pokus a zapiš intenzitu a hladinu zvuku.

3 · Sbírej data

Vynes hladinu zvuku β (osa y) proti log₁₀(intenzita I ve W/m²) (osa x) pro své tři pokusy. Je čára přímá?

4 · Analyzuj

1. 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.
2. 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.

5 · Rozšiř

1. 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?
2. Každých +10 dB odpovídá nárůstu intenzity ×10, ne zdvojnásobení. Použij vzorec — zhruba kolik dB přidá intenzita, která se zdvojnásobí (×2)?

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky