Hangintenzitás és a négyzetes fordított arányosság törvénye

1 · Jóslás

Egy hangszóró minden irányban egyenletesen sugároz hangot. Ha egy hallgató kétszer messzebb megy, mennyit csökken a hangintenzitás?

• 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.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a sound-intensity előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A forrás 0.05 W-t sugároz minden irányba (gömbös terjedés).
2. Engedélyezd az intenzitás-kijelzőt a megfigyelőnél.
3. Állítsd be a megfigyelő távolságát a forrástól minden mérésnél, és rögzítsd az intenzitást.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az I intenzitást (y-tengely) az 1/r²-vel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal az origón át?

4 · Elemzés

1. 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.
2. Magyarázd meg a gömb 4πr² felszíne segítségével, miért okozza a kifelé terjedő hangteljesítmény az intenzitás 1/r² szerinti csökkenését, nem 1/r szerintit.

5 · Kiterjesztés

1. 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?
2. 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?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap