Κύματα και ήχος
Ένταση ήχου vs απόσταση
Η ένταση πέφτει ως 1/r² — μετακίνησε τον παρατηρητή και δες τα I και L να αλλάζουν.
Ένταση ήχου vs απόσταση — διαδραστική προσομοίωση Κύματα και ήχος. Η ένταση πέφτει ως 1/r² — μετακίνησε τον παρατηρητή και δες τα I και L να αλλάζουν. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.
Ένταση αντίστροφου τετραγώνου
Η ένταση ήχου μειώνεται ως 1/r² από σημειακή πηγή σε τρεις διαστάσεις.
Η ισχύς διαχέεται σε σφαιρική επιφάνεια 4πr², ώστε η ένταση I = P/(4πr²). Ο διπλασιασμός της απόστασης μειώνει την ένταση στο ένα τέταρτο.
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
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
Ένα ηχείο ακτινοβολεί ήχο εξίσου σε όλες τις κατευθύνσεις. Αν ένας ακροατής απομακρυνθεί διπλάσια, πόσο πέφτει η ένταση του ήχου;
Προβλέψεις προς σταθμίσει
- Η ένταση πέφτει στο 1/2 — μειώνεται γραμμικά με την απόσταση.
- Η ένταση πέφτει στο 1/4 — μειώνεται με το τετράγωνο της απόστασης.
- Η ένταση μένει ίδια ανεξαρτήτως απόστασης.
Ρόλοι μεταβλητών
Τι ρυθμίζεις:
- Απόσταση r (m)
Τι μετράς:
- Ένταση I (µW/m²)
Πώς εκτελείται η έρευνα
- Άνοιξε την προεπιλογή sound-intensity και πάτησε Επαναφορά. Η πηγή ακτινοβολεί 0.05 W προς όλες τις κατευθύνσεις (σφαιρική διασπορά).
- Ενεργοποίησε την ένδειξη έντασης στον παρατηρητή.
- Ρύθμισε την απόσταση του παρατηρητή από την πηγή για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την ένταση.
Κυρίαρχη εξίσωση
Νόμος αντίστροφου τετραγώνου για την ένταση ήχου — I = P/(4πr²)
Η ισχύς που ακτινοβολείται εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις απλώνεται σε σφαίρα εμβαδού 4πr². Η ένταση — ισχύς ανά μονάδα εμβαδού — μειώνεται συνεπώς ως 1/r² με την απόσταση από την πηγή.
Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας
- Για μία δοκιμή, υπολόγισε I = P/(4πr²) χρησιμοποιώντας P = 0.05 W, εκφράζοντας την απάντησή σου σε µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Σύγκρινε με τον πίνακα.
- Εξήγησε, χρησιμοποιώντας το εμβαδόν σφαίρας 4πr², γιατί η ισχύς ήχου που απλώνεται προς τα έξω κάνει την ένταση να μειώνεται ως 1/r² αντί για 1/r.
Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο
- Ο διπλασιασμός της απόστασης μειώνει την ένταση στο ένα τέταρτο, αλλά η ηχηρότητα (σε ντεσιμπέλ) φαίνεται να πέφτει μόνο κατά σταθερό ποσό κάθε φορά που η απόσταση διπλασιάζεται. Κοίταξε το πείραμα sound-decibel — τι είδους συνάρτηση μετατρέπει λόγο έντασης ×4 σε σταθερή διαφορά dB;
- Αυτό το πείραμα υποθέτει ότι η πηγή ακτινοβολεί εξίσου προς κάθε διεύθυνση. Ένα μεγάφονιο αντίθετα εστιάζει τον ήχο σε στενό κώνο. Πώς θα περίμενες να αλλάξει ο νόμος έντασης 1/r² για εστιασμένη πηγή στην ίδια απόσταση;
- 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 στην Ένταση ήχου
- Επίλεξε τον παρατηρητή
- Πάτησε Αναπαραγωγή
- Ασθενέστερη με την απόσταση
- 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 →