डेसीबल स्केल: तीव्रता की एक विशाल श्रृंखला को संपीड़ित करना

1 · भविष्यवाणी

ध्वनि की तीव्रता जिसे मनुष्य सुन सकता है, फुसफुसाहट से लेकर जेट इंजन तक, खरबों तक फैली होती है। हम ध्वनि की तीव्रता को सीधे W/m²? के बजाय डेसीबल में क्यों मापते हैं?

• डेसीबल एक लघुगणकीय पैमाने का उपयोग करते हैं, इसलिए समान डीबी चरण तीव्रता में समान गुणात्मक छलांग के अनुरूप होते हैं।
• डेसीबल सुविधा के लिए W/m² का एक रैखिक रूप से पुनर्स्केल किया गया संस्करण है।
• डेसीबल तीव्रता से भौतिक रूप से भिन्न किसी चीज़ को मापता है।

2 · सेट अप

1. sound-decibel प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। स्रोत सभी दिशाओं में 0.12 W विकिरण करता है।
2. प्रेक्षक पर तीव्रता और sound-level रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए स्रोत से पर्यवेक्षक की दूरी निर्धारित करें और तीव्रता और ध्वनि स्तर रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन परीक्षणों के लिए ध्वनि स्तर β (y-अक्ष) को log₁₀(intensity I in W/m²) (x-अक्ष) के विरुद्ध प्लॉट करें। क्या रेखा सीधी है?

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, P = 0.12 W का उपयोग करके I = P/(4πr²) की गणना करें (µW/m² में रिपोर्ट करें, 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), फिर संदर्भ तीव्रता I₀ = 10⁻¹² W/m² के साथ β = 10·log₁₀(I/I₀) निकालें। दोनों की तुलना तालिका से करें।
2. भले ही आपके निकटतम और सबसे दूर परीक्षण की तीव्रताएं 16 के कारक से भिन्न हों, sound-level कॉलम उनके बीच केवल लगभग 12 dB बदलता है। सूत्र में लघुगणक का उपयोग करके इसका कारण स्पष्ट करें।

5 · विस्तार

1. संदर्भ तीव्रता I₀ = 10 ⁻¹² W/m² को लगभग सबसे शांत ध्वनि के रूप में परिभाषित किया गया है जिसे एक मानव सुन सकता है (0 dB)। सूत्र का उपयोग करते हुए, एक श्रोता सटीक तीव्रता की सीमा पर किस ध्वनि स्तर को मापेगा?
2. प्रत्येक + 10 dB तीव्रता में ×10 वृद्धि से मेल खाता है, दोगुनी नहीं। सूत्र का उपयोग करते हुए, (×2) को दोगुना करने वाली तीव्रता वास्तव में कितने dB जोड़ती है?

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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