Ένταση ήχου και νόμος αντίστροφου τετραγώνου

1 · Πρόβλεψε

Ένα ηχείο ακτινοβολεί ήχο εξίσου σε όλες τις κατευθύνσεις. Αν ένας ακροατής απομακρυνθεί διπλάσια, πόσο πέφτει η ένταση του ήχου;

• 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.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή sound-intensity και πάτησε Επαναφορά. Η πηγή ακτινοβολεί 0.05 W προς όλες τις κατευθύνσεις (σφαιρική διασπορά).
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη έντασης στον παρατηρητή.
3. Ρύθμισε την απόσταση του παρατηρητή από την πηγή για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την ένταση.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε την ένταση I (άξονας y) έναντι του 1/r² (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η γραμμή ευθεία και περνά από την αρχή των αξόνων;

4 · Ανάλυση

1. 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.
2. 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.

5 · Επέκταση

1. 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;
2. 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;

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής