Ondas y sonido
Escala de decibelios en el oído
Una fuente más fuerte eleva el nivel en decibelios a distancia fija.
Escala de decibelios en el oído — simulación interactiva de Ondas y sonido. Una fuente más fuerte eleva el nivel en decibelios a distancia fija. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Escala de decibelios
La escala de decibelios comprime un enorme rango de intensidades en números manejables mediante un logaritmo.
El nivel sonoro β = 10 log₁₀(I/I₀) dB. Un aumento de 10 dB significa diez veces más intensidad. Fuentes más intensas elevan β a una distancia fija.
- Nivel de intensidad β = 10 log₁₀(I/I₀)
- Diferencia de nivel Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
Las intensidades de los sonidos que los humanos pueden oír abarcan un factor de un billón, desde un susurro hasta el motor de un avión. ¿Por qué medimos el volumen en decibeles en lugar de directamente en W/m²?
Predicciones para pesar
- Los decibeles utilizan una escala logarítmica, por lo que pasos iguales en dB corresponden a saltos multiplicativos iguales en intensidad.
- Los decibelios son solo una versión de W/m² reescalada linealmente por conveniencia.
- Los decibeles miden algo físicamente diferente a la intensidad.
Roles variables
Lo que configuraste:
- Distancia r (m)
Lo que mides:
- intensidad yo (µW/m²)
- Nivel de sonido β (dB)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste de decibelios de sonido y presione Restablecer. La fuente irradia 0.12 W en todas direcciones.
- Habilite las lecturas de intensidad y nivel de sonido en el observador.
- Establezca la distancia del observador a la fuente para cada prueba y registre la intensidad y el nivel del sonido.
Ecuación rectora
Nivel de sonido en decibeles — L = 10·log₁₀(I/I₀)
La escala de decibelios comprime el enorme rango dinámico de intensidad utilizando un logaritmo base-10 relativo a la intensidad audible más silenciosa I₀ = 10⁻¹² W/m², por lo que cada +10 dB representa un salto ×10 en intensidad real.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule I = P/(4πr²) usando P = 0.12 W (informe en µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), luego β = 10·log₁₀(I/I₀) con intensidad de referencia I₀ = 10⁻¹² W/m². Compare ambos con la tabla.
- Aunque su prueba más cercana y más lejana difieren en intensidad por un factor de 16, la columna de nivel de sonido cambia solo aproximadamente 12 dB entre ellas. Explica por qué, usando el logaritmo en la fórmula.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- La intensidad de referencia I₀ = 10⁻¹² W/m² se define aproximadamente como el sonido más bajo que un ser humano puede oír (0 dB). Usando la fórmula, ¿qué nivel de sonido mediría un oyente exactamente en el umbral de intensidad?
- Cada +10 dB corresponde a un ×10 aumento de intensidad, no a una duplicación. Usando la fórmula, ¿aproximadamente cuántos dB realmente suma una intensidad que se duplica (×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
- Bienvenido a la escala de decibelios
- Selecciona el observador
- Pulsa Reproducir
- Sonoridad logarítmica
- Abre el panel de estudio
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
Abrir laboratorio interactivo →
Descargar ficha de laboratorio →
Intensidad del sonido y decibelios