Ondes et son
Intensité sonore vs distance
L'intensité diminue comme 1/r² — déplacez l'observateur et observez I et L changer.
Intensité sonore vs distance — simulation interactive de Ondes et son. L'intensité diminue comme 1/r² — déplacez l'observateur et observez I et L changer. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Intensité inversa au cuadré
L'intensité sonore diminue en 1/r² depuis une source ponctuelle en trois dimensions.
La puissance se répartit sur une surface sphérique d'aire 4πr², donc l'intensité I = P/(4πr²). Doubler la distance divise l'intensité par quatre.
- Intensité I = P/(4πr²)
- Intensité I ∝ 1/r²
Mémoire d'enquête
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question de conduite
Un haut-parleur diffuse le son de manière égale dans toutes les directions. Si un auditeur s’éloigne deux fois plus, de combien l’intensité sonore diminue-t-elle ?
Des pronostics à peser
- L'intensité chute à 1/2 — elle diminue linéairement avec la distance.
- L'intensité chute à 1/4 — elle diminue avec le carré de la distance.
- L'intensité reste la même quelle que soit la distance.
Rôles variables
Ce que vous définissez :
- Distancer (m)
Ce que vous mesurez :
- Intensité I (µW/m²)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage d'intensité sonore et appuyez sur Réinitialiser. La source rayonne 0.05 W dans toutes les directions (étalement sphérique).
- Activer la lecture de l’intensité chez l’observateur.
- Réglez la distance de l’observateur à la source pour chaque essai et enregistrez l’intensité.
Équation gouvernante
Loi du carré inverse pour l'intensité sonore — I = P/(4πr²)
La puissance rayonnée de manière égale dans toutes les directions s'étend sur une sphère de surface 4πr². L'intensité - puissance par unité de surface - diminue donc de 1/r² avec la distance à la source.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Pour un essai, calculez I = P/(4πr²) en utilisant P = 0.05 W, en exprimant votre réponse en µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Comparez avec le tableau.
- Expliquez, à l'aide de la surface d'une sphère 4πr², pourquoi la puissance sonore se propageant vers l'extérieur fait décroître l'intensité en 1/r² plutôt qu'en 1/r.
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Doubler la distance divise par quatre l'intensité, mais le volume (en décibels) ne semble diminuer que d'une quantité fixe à chaque fois que la distance double. Regardez l'expérience son-décibel : quel type de fonction transforme un rapport d'intensité ×4 en une différence de dB fixe ?
- Cette expérience suppose que la source rayonne de manière égale dans toutes les directions. Un mégaphone concentre plutôt le son dans un cône étroit. Comment vous attendez-vous à ce que la loi d'intensité 1/r² change pour une source focalisée à la même distance ?
- 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
- Bienvenue dans l'intensité sonore
- Sélectionnez l'observateur
- Appuyez sur Lecture
- plus faible avec la distance
- Ouvrez l'Inspecteur
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
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