Detsibelliskaala: tohutu intensiivsusvahemiku kokkusurumine

1 · Ennusta

Inimese kuulmise heliintensiivsused ulatuvad triljonikordse tegurini, sosinast reaktiivmootorini. Miks me mõõdame valjust detsibellides pigem kui otse W/m²?

• Detsibellid kasutavad logaritmilist skaalat, seega võrdsed dB sammud vastavad võrdsetele kordsetele hüpetele intensiivsuses.
• Detsibellid on lihtsalt mugavuseks W/m² lineaarselt ümber skaleeritud versioon.
• Detsibellid mõõdavad midagi füüsikaliselt erinevat intensiivsusest.

2 · Seadista

1. Ava detsibelli eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Allikas kiirgab 0,12 W kõikides suundades.
2. Lülita sisse intensiivsuse ja helitaseme näidud vaatleja juures.
3. Sea iga katse jaoks vaatleja kaugus allikast ja kirjuta üles intensiivsus ja helitase.

3 · Kogu andmeid

Joonista helitase β (y-telg) log₁₀(intensiivsus I ühikutes W/m²) (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas joon on sirge?

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses I = P/(4πr²), kasutades P = 0,12 W (raporteeri µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), seejärel β = 10·log₁₀(I/I₀) viiteintensiivsusega I₀ = 10⁻¹² W/m². Võrdle mõlemat tabeliga.
2. Kuigi sinu lähim ja kaugem katse erinevad intensiivsuses teguriga 16, muutub helitaseme veerg nende vahel vaid umbes 12 dB võrra. Selgita miks, kasutades valemi logaritmi.

5 · Laienda

1. Viiteintensiivsus I₀ = 10⁻¹² W/m² on defineeritud kui umbes kõige vaiksem heli, mida inimene kuulda võib (0 dB). Kasutades valemit, missugust helitaset kuulja mõõdaks täpselt läveintensiivsuses?
2. Iga +10 dB vastab ×10 kasvule intensiivsuses, mitte kahekordistumisele. Kasutades valemit, umbes mitu dB lisab intensiivsus, mis kahekordistub (×2)?

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte