Äänen intensiteetti ja käänteisen neliön laki

1 · Ennusta

Kaiutin säteilee ääntä tasaisesti kaikkiin suuntiin. Jos kuulija siirtyy kaksi kertaa kauemmas, kuinka paljon äänen intensiteetti laskee?

• Intensiteetti laskee arvoon 1/2 – se vaimenee lineaarisesti etäisyyden mukaan.
• Intensiteetti laskee arvoon 1/4 – se vaimenee etäisyyden neliön mukaan.
• Intensiteetti pysyy samana riippumatta etäisyydestä.

2 · Kokoa

1. Avaa äänen intensiteetti -esiasetus ja paina Nollaa. Lähde säteilee 0.05 W kaikkiin suuntiin (pallomainen levittäytyminen).
2. Ota käyttöön intensiteetin lukema havaitsijalla.
3. Aseta havaitsijan etäisyys lähteestä jokaiselle suoritukselle ja kirjaa intensiteetti.

3 · Kerää data

Kuvaa intensiteetti I (y-akseli) arvoa 1/r² vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Onko viiva suora origon kautta?

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske I = P/(4πr²) arvolla P = 0.05 W ja ilmoita vastaus yksikössä µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Vertaa taulukkoon.
2. Selitä pallon pinta-alan 4πr² avulla, miksi ulospäin levittäytyvän äänitehon intensiteetti vaimenee kuin 1/r² eikä 1/r.

5 · Laajenna

1. Etäisyyden kaksinkertaistaminen neljääntää intensiteetin, mutta voimakkuus (desibeleinä) näyttää laskevan vain kiinteän määrän joka kerta, kun etäisyys kaksinkertaistuu. Katsele äänidesibeli-koe – millainen funktio muuttaa ×4 intensiteettisuhteen kiinteäksi dB-eroksi?
2. Tämä koe olettaa, että lähde säteilee tasaisesti kaikkiin suuntiin. Megafoni sen sijaan keskittää äänen kapeaan kartioon. Miten odotat 1/r²-intensiteettilain muuttuvan keskitetylle lähteelle samalla etäisyydellä?

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia