Κύματα και ήχος
Κλίμακα decibel στο αυτί
Πιο έντονη πηγή ανεβάζει το επίπεδο decibel σε σταθερή απόσταση.
Κλίμακα decibel στο αυτί — διαδραστική προσομοίωση Κύματα και ήχος. Πιο έντονη πηγή ανεβάζει το επίπεδο decibel σε σταθερή απόσταση. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.
Κλίμακα ντεσιμπέλ
Η κλίμακα ντεσιμπέλ συμπιέζει ένα τεράστιο εύρος εντάσεων σε διαχειρίσιμους αριθμούς χρησιμοποιώντας λογάριθμο.
Στάθμη ήχου β = 10 log₁₀(I/I₀) dB. Αύξηση 10 dB σημαίνει δέκα φορές την ένταση. Πιο δυνατές πηγές ανεβάζουν το β σε σταθερή απόσταση.
- β = 10 log₁₀(I/I₀)
- Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)
Σύνοψη έρευνας
Σχεδίασε την ερώτηση πριν ανοίξεις το εργαστήριο
Η σύνοψη κατοπτρίζει την προαποτυπωμένη σελίδα: η βασική ερώτηση, οι αντικρουόμενες προβλέψεις, οι ρόλοι των μεταβλητών, οι κύριοι νόμοι, η διάταξη, η ανάλυση και οι προεκτάσεις παραμένουν ορατά και με αυτή τη σειρά.
Βασική ερώτηση
Οι εντάσεις ήχου που μπορούν να ακούσουν οι άνθρωποι καλύπτουν παράγοντα ενός τρισεκατομμυρίου, από ψιθύρισμα έως κινητήρα τζετ. Γιατί μετράμε την ηχηρότητα σε ντεσιμπέλ αντί ευθέως σε W/m²;
Προβλέψεις προς σταθμίσει
- Τα ντεσιμπέλ χρησιμοποιούν λογαριθμική κλίμακα, ώστε ίσα βήματα dB αντιστοιχούν σε ίσα πολλαπλασιαστικά άλματα έντασης.
- Τα ντεσιμπέλ είναι απλώς γραμμικά επανακλιμακωμένη έκδοση των W/m² για ευκολία.
- Τα ντεσιμπέλ μετρούν κάτι φυσικά διαφορετικό από την ένταση.
Ρόλοι μεταβλητών
Τι ρυθμίζεις:
- Απόσταση r (m)
Τι μετράς:
- Ένταση I (µW/m²)
- Στάθμη ήχου β (dB)
Πώς εκτελείται η έρευνα
- Άνοιξε την προεπιλογή sound-decibel και πάτησε Επαναφορά. Η πηγή ακτινοβολεί 0.12 W προς όλες τις κατευθύνσεις.
- Ενεργοποίησε τις ενδείξεις έντασης και στάθμης ήχου στον παρατηρητή.
- Ρύθμισε την απόσταση του παρατηρητή από την πηγή για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την ένταση και τη στάθμη ήχου.
Κυρίαρχη εξίσωση
Στάθμη ήχου σε ντεσιμπέλ — L = 10·log₁₀(I/I₀)
Η κλίμακα ντεσιμπέλ συμπιέζει το τεράστιο δυναμικό εύρος της έντασης χρησιμοποιώντας λογάριθμο βάσης 10 σε σχέση με την πιο ήσυχη ακουστική ένταση I₀ = 10⁻¹² W/m², ώστε κάθε +10 dB αναπαριστά άλμα ×10 της πραγματικής έντασης.
Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας
- Για μία δοκιμή, υπολόγισε I = P/(4πr²) χρησιμοποιώντας P = 0.12 W (αναφορά σε µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), μετά β = 10·log₁₀(I/I₀) με ένταση αναφοράς I₀ = 10⁻¹² W/m². Σύγκρινε και τα δύο με τον πίνακα.
- Παρότι οι πλησιέστερες και οι μακρινότερες δοκιμές σου διαφέρουν σε ένταση κατά παράγοντα 16, η στήλη στάθμης ήχου αλλάζει μόνο κατά περίπου 12 dB μεταξύ τους. Εξήγησε γιατί, χρησιμοποιώντας τον λογάριθμο στον τύπο.
Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο
- Η ένταση αναφοράς I₀ = 10⁻¹² W/m² ορίζεται ως περίπου ο πιο ήσυχος ήχος που μπορεί να ακούσει άνθρωπος (0 dB). Χρησιμοποιώντας τον τύπο, ποια στάθμη ήχου θα μέτραγες ο ακροατής ακριβώς στην ένταση κατωφλίου;
- Κάθε +10 dB αντιστοιχεί σε αύξηση ×10 της έντασης, όχι διπλασιασμό. Χρησιμοποιώντας τον τύπο, περίπου πόσα dB προσθέτει πραγματικά μια ένταση που διπλασιάζεται (×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
- Καλώς όρισες στα Ντεσιμπέλ ήχου
- Επίλεξε τον παρατηρητή
- Πάτησε Αναπαραγωγή
- Λογαριθμική ηχηρότητα
- Άνοιξε το πάνελ Ιδιότητες
- Το κατάφερες!
Άνοιξε τη διαδραστική προσομοίωση για να χτίσεις τη σκηνή, πάτησε Αναπαραγωγή και εξερεύνησε με ζωντανές μετρήσεις και καθοδηγούμενο μάθημα.
Άνοιγμα Διαδραστικού Εργαστηρίου →