Lained ja heli
Heliintensiivsus versus kaugus
Intensiivsus langev kui 1/r² — liiguta vaatlejat ja vaata, kuidas I ja L muutuvad.
Heliintensiivsus versus kaugus — interaktiivne Lained ja heli simulatsioon. Intensiivsus langev kui 1/r² — liiguta vaatlejat ja vaata, kuidas I ja L muutuvad. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Pöördruudu intensiivsus
Heli intensiivsus kahaneb kui 1/r² punktallikast kolmes mõõtmes.
Võimsus levib üle kerapinna 4πr², seega intensiivsus I = P/(4πr²). Kauguse kahekordistamine veerandistab intensiivsuse.
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Kõlar kiirgab heli võrdselt kõikides suundades. Kui kuulja liigub kaks korda kaugemale, kui palju heliintensiivsus kahaneb?
Kaalutavad ennustused
- Intensiivsus kahaneb 1/2-ni — ta kahaneb kaugusega lineaarselt.
- Intensiivsus kahaneb 1/4-ni — ta kahaneb kauguse ruudu võrra.
- Intensiivsus jääb samaks sõltumata kaugusest.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Kaugus r (m)
Mida sa mõõdad:
- Intensiivsus I (µW/m²)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava heliintensiivsuse eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Allikas kiirgab 0,05 W kõikides suundades (sfääriline levik).
- Lülita sisse intensiivsuse näit vaatleja juures.
- Sea iga katse jaoks vaatleja kaugus allikast ja kirjuta üles intensiivsus.
Juhtiv võrrand
Heliintensiivsuse pöördruudu seadus — I = P/(4πr²)
Võimsus, kiiratud võrdselt kõikides suundades, levib üle kera pindalaga 4πr². Intensiivsus — võimsus pindalaühiku kohta — kahaneb seetõttu allika kaugusega kui 1/r².
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses I = P/(4πr²), kasutades P = 0,05 W, väljendades vastust µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Võrdle tabeliga.
- Selgita, kasutades kera pindala 4πr², miks väljakiiratud helivõimsus teeb intensiivsuse kahanevaks kui 1/r² pigem kui 1/r.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Kauguse kahekordistamine neljandikustab intensiivsuse, aga valjus (detsibellides) langeb igal kauguse kahekordistamisel vaid kindla hulga võrra. Vaata heli detsibelli eksperimenti — missugune funktsioon muudab ×4 intensiivsuse suhte kindlaks dB erinevuseks?
- See eksperiment eeldab, et allikas kiirgab võrdselt igas suunas. Megafon seevastu koondab heli kitsasse koonusesse. Kuidas sa ootaksid, et 1/r² seadus muutuks fokusseeritud allika puhul samal kaugusel?
- 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
- Tere tulemast heliintensiivsuse juurde
- Vali vaatleja
- Vajuta Esita
- Nõrgeneb kaugusega
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.
Heliintensiivsus ja detsibellid