Hullámok és hang
Hangintenzitás a távolság függvényében
Az intenzitás 1/r² szerint csökken — mozgasd a megfigyelőt, és nézd I és L változását.
Hangintenzitás a távolság függvényében — interaktív Hullámok és hang szimuláció. Az intenzitás 1/r² szerint csökken — mozgasd a megfigyelőt, és nézd I és L változását. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Négyzetesen fordított intenzitás
A hangintenzitás 1/r² szerint csökken egy pontforrástól három dimenzióban.
A teljesítmény 4πr² gömbfelületen oszlik el, tehát az intenzitás I = P/(4πr²). A távolság megduplázása negyedeli az intenzitást.
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
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
Egy hangszóró minden irányban egyenletesen sugároz hangot. Ha egy hallgató kétszer messzebb megy, mennyit csökken a hangintenzitás?
Mérlegelendő jóslatok
- Az intenzitás 1/2-re csökken — lineárisan esik a távolsággal.
- Az intenzitás 1/4-re csökken — a távolság négyzetével arányosan esik.
- Az intenzitás ugyanaz marad, bármekkora a távolság.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Távolság r (m)
Amit mérsz:
- Intenzitás I (µW/m²)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a sound-intensity előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A forrás 0.05 W-t sugároz minden irányba (gömbös terjedés).
- Engedélyezd az intenzitás-kijelzőt a megfigyelőnél.
- Állítsd be a megfigyelő távolságát a forrástól minden mérésnél, és rögzítsd az intenzitást.
Vezéregyenlet
Négyzetes fordított arányosság a hangintenzitásra — I = P/(4πr²)
A minden irányban egyenletesen sugárzott teljesítmény egy 4πr² felszínű gömbön terül szét. Az intenzitás — egységnyi felületre jutó teljesítmény — ezért 1/r² szerint csökken a forrástól mért távolsággal.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki az I = P/(4πr²)-t P = 0.05 W-tal, és fejezd ki a választ µW/m²-ben (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg a gömb 4πr² felszíne segítségével, miért okozza a kifelé terjedő hangteljesítmény az intenzitás 1/r² szerinti csökkenését, nem 1/r szerintit.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A távolság megduplázása negyedezi az intenzitást, de a hangerő (decibelben) csak fix mennyiséggel csökken a távolság minden duplázásakor. Nézd meg a sound-decibel kísérletet — milyen függvény alakít ×4 intenzitásarányt fix dB-különbséggé?
- Ez a kísérlet feltételezi, hogy a forrás minden irányban egyenletesen sugároz. Egy kürt ehelyett egy keskeny kúpba fókuszálja a hangot. Hogyan várnád, hogy az 1/r² törvény változzon egy fókuszált forrásnál ugyanannál a távolságnál?
- 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 Hangintenzitásnál
- Válaszd ki a megfigyelőt
- Nyomd meg az Indítást
- Gyengébb távolsággal
- 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.