Wellen & Schall
Dezibel-Skala am Ohr
Eine lautere Quelle erhöht den Dezibelpegel auf festem Abstand.
Dezibel-Skala am Ohr — interaktive Wellen & Schall-Simulation. Eine lautere Quelle erhöht den Dezibelpegel auf festem Abstand. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Dezibel-Skala
Die Dezibel-Skala komprimiert einen riesigen Intensitätsbereich mit einem Logarithmus in handhabbare Zahlen.
Schallpegel β = 10 log₁₀(I/I₀) dB. Eine Erhöhung um 10 dB bedeutet zehnfache Intensität. Lautere Quellen erhöhen β bei festem Abstand.
- β = 10 log₁₀(I/I₀)
- Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Die Schallintensitäten, die Menschen hören können, reichen vom Flüstern bis zum Geräusch eines Düsentriebwerks. Warum messen wir die Lautstärke in Dezibel statt direkt in W/m²?
Vorhersagen zum Abwägen
- Dezibel verwenden eine logarithmische Skala, sodass gleiche dB-Schritte gleichen multiplikativen Intensitätssprüngen entsprechen.
- Dezibel sind lediglich eine der Einfachheit halber linear umskalierte Version von W/m².
- Dezibel messen physikalisch etwas anderes als die Intensität.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Abstand r (m)
Was Sie messen:
- Intensität I (µW/m²)
- Schallpegel β (dB)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Ton-Dezibel-Preset und drücken Sie Zurücksetzen. Die Quelle strahlt 0.12 W in alle Richtungen.
- Aktivieren Sie die Intensitäts- und Schallpegelanzeige am Beobachter.
- Stellen Sie für jeden Versuch den Abstand des Beobachters von der Quelle ein und zeichnen Sie die Intensität und den Schallpegel auf.
Maßgebende Gleichung
Schallpegel in Dezibel — L = 10·log₁₀(I/I₀)
Die Dezibelskala komprimiert den riesigen Dynamikbereich der Intensität mithilfe eines Basis-10-Logarithmus relativ zur leisesten hörbaren Intensität I₀ = 10⁻¹² W/m², sodass jedes +10 dB einen ×10-Sprung in der tatsächlichen Intensität darstellt.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch I = P/(4πr²) mit P = 0.12 W (Angabe in µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), dann β = 10·log₁₀(I/I₀) mit Referenzintensität I₀ = 10⁻¹² W/m². Vergleichen Sie beides mit der Tabelle.
- Obwohl sich Ihr nächster und Ihr entferntester Versuch in der Intensität um den Faktor 16 unterscheiden, ändert sich die Schallpegelspalte zwischen ihnen nur um etwa 12 dB. Erklären Sie, warum, indem Sie den Logarithmus in der Formel verwenden.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Die Referenzintensität I₀ = 10⁻¹² W/m² ist definiert als ungefähr der leiseste Ton, den ein Mensch hören kann (0 dB). Welchen Schallpegel würde ein Zuhörer anhand der Formel genau bei der Schwellenintensität messen?
- Jedes +10 dB entspricht einem ×10 Anstieg der Intensität, nicht einer Verdoppelung. Wie viele dB fügt eine Intensität, die sich verdoppelt (×2), mithilfe der Formel ungefähr hinzu?
- 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
- Willkommen bei der Dezibel-Skala
- Beobachter auswählen
- Abspielen drücken
- Logarithmische Lautstärke
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.