Hullámok és hang
Decibelskala a fülönél
Egy hangosabb forrás a decibelszintet fix távolságon is emeli.
Decibelskala a fülönél — interaktív Hullámok és hang szimuláció. Egy hangosabb forrás a decibelszintet fix távolságon is emeli. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Decibel-skála
A decibelskála logaritmus segítségével hatalmas intenzitástartományt szorít kezelhető számokba.
A hangszint β = 10 log₁₀(I/I₀) dB. A 10 dB növekedés tízszeres intenzitást jelent. A hangosabb források fix távolságnál magasabb β-t adnak.
- β = 10 log₁₀(I/I₀)
- Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Az emberi hallás hangintenzitásai billiószoros tartományt fognak át, egy suttogástól egy sugárhajtóműig. Miért mérjük a hangerőt decibelben, nem közvetlenül W/m²-ben?
Mérlegelendő jóslatok
- A decibel logaritmikus skálát használ, tehát az egyenlő dB-lépések egyenlő szorzójú intenzitásugrásoknak felelnek meg.
- A decibel csak a W/m² kényelmi, lineáris átskálayzása.
- A decibel fizikailag más mennyiséget mér, mint az intenzitás.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Távolság r (m)
Amit mérsz:
- Intenzitás I (µW/m²)
- Hangszint β (dB)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a sound-decibel előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A forrás 0.12 W-t sugároz minden irányba.
- Engedélyezd az intenzitás- és hangszint-kijelzőket a megfigyelőnél.
- Állítsd be a megfigyelő távolságát a forrástól minden mérésnél, és rögzítsd az intenzitást és a hangszintet.
Vezéregyenlet
Hangszint decibelben — L = 10·log₁₀(I/I₀)
A decibelskála az intenzitás hatalmas dinamikatartományát 10-es alapú logaritmusmal nyomja össze, a hallható legcsendesebb I₀ = 10⁻¹² W/m² intenzitáshoz viszonyítva, így minden +10 dB a tényleges intenzitás ×10 ugrását jelenti.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki az I = P/(4πr²)-t P = 0.12 W-tal (µW/m²-ben add meg, 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), majd β = 10·log₁₀(I/I₀) az I₀ = 10⁻¹² W/m² referenciaintenzitással. Hasonlítsd mindkettőt a táblázathoz.
- Bár a legközelebbi és a legmesszebbi mérésed intenzitása 16-os faktorral tér el, a hangszint-oszlop köztük csak kb. 12 dB-t változik. Magyarázd meg, miért, a képlet logaritmusával.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Az I₀ = 10⁻¹² W/m² referenciaintenzitást nagyjából az ember által hallható leghalkabb hangnak definiálják (0 dB). A képlet szerint milyen hangszintet mérne egy hallgató pontosan a küszöbintenzitáson?
- Minden +10 dB az intenzitás ×10 növekedésének felel meg, nem megduplázódásnak. A képlet szerint kb. hány dB-t ad hozzá egy megduplázott (×2) intenzitás?
- 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
- Üdv a Hang-decibelnél
- Válaszd ki a megfigyelőt
- Nyomd meg az Indítást
- Logaritmikus hangosság
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.