Lydintensitet og den omvendte kvadratlov

1 · Forudsig

En højttaler udstråler lyd lige meget i alle retninger. Hvis en lytter flytter dobbelt så langt væk, hvor meget falder lydintensiteten så?

• Intensiteten falder til 1/2 — den aftager lineært med afstanden.
• Intensiteten falder til 1/4 — den aftager med afstandens kvadrat.
• Intensiteten er den samme uanset afstanden.

2 · Opsætning

1. Åbn forudstillingen sound-intensity, og tryk på Nulstil. Kilden udstråler 0.05 W i alle retninger (kugleudbredelse).
2. Slå intensitetsaflæsningen til ved observatøren.
3. Indstil observatørens afstand fra kilden for hvert forsøg, og notér intensiteten.

3 · Saml data

Afbild intensitet I (y-aksen) mod 1/r² (x-aksen) for dine tre forsøg. Er linjen ret og går gennem nulpunktet?

4 · Analysér

1. Beregn for ét forsøg I = P/(4πr²) med P = 0.05 W, og angiv svaret i µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Sammenlign med tabellen.
2. Forklar ud fra en kugles overfladeareal 4πr², hvorfor lydeffekt, der spredes udad, får intensiteten til at aftage som 1/r² frem for 1/r.

5 · Udvid

1. En fordobling af afstanden kvartdeler intensiteten, men lydstyrken (i decibel) ser kun ud til at falde med et fast beløb, hver gang afstanden fordobles. Se på sound-decibel-eksperimentet — hvilken slags funktion forvandler et ×4-intensitetsforhold til en fast dB-forskel?
2. Dette eksperiment forudsætter, at kilden udstråler lige meget i alle retninger. En megafon fokuserer derimod lyden i en smal kegle. Hvordan ville du forvente, at 1/r²-loven for intensiteten ændrer sig for en fokuseret kilde ved samme afstand?

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark