Skala Desibel: Mengompresi Berbagai macam Intensitas
1 · Memprediksi
Intensitas suara yang dapat didengar manusia mencapai satu triliun kali lipat, mulai dari bisikan hingga mesin jet. Mengapa kita mengukur kenyaringan dalam desibel, bukan langsung dalam W/m²?
- Desibel menggunakan skala logaritmik, jadi langkah dB yang sama berhubungan dengan lompatan intensitas perkalian yang sama.
- Desibel hanyalah versi W/m² yang diubah skalanya secara linier untuk kenyamanan.
- Desibel mengukur sesuatu yang secara fisik berbeda dari intensitas.
2 · Pengaturan
- Buka preset desibel suara dan tekan Reset. Sumber memancarkan 0,12 W ke segala arah.
- Aktifkan pembacaan intensitas dan tingkat suara pada pengamat.
- Tetapkan jarak pengamat dari sumber untuk setiap percobaan dan catat intensitas dan tingkat bunyinya.
3 · Kumpulkan Data
| Jarak r (m) | Intensitas I (µW/m²) | Tingkat suara β (dB) |
|---|---|---|
| 2.00 | ||
| 4.00 | ||
| 8.00 |
Plot tingkat suara β (sumbu y) terhadap log₁₀(intensitas I dalam W/m²) (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah garisnya lurus?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung I = P/(4πr²) menggunakan P = 0.12 W (laporan dalam µW/m², 1 µW/m² = 10 ⁻⁶ W/m²), kemudian β = 10 ·log₁₀(I/I₀) dengan intensitas referensi I₀ = 10 ⁻¹² W/m². Bandingkan keduanya pada tabel.
- Meskipun intensitas percobaan terdekat dan terjauh Anda berbeda sebesar 16 kali lipat, kolom tingkat suara hanya berubah sekitar 12 dB di antara keduanya. Jelaskan alasannya dengan menggunakan logaritma dalam rumus.
5 · Perluas
- Intensitas referensi I₀ = 10⁻¹² W/m² didefinisikan sebagai suara paling pelan yang dapat didengar manusia (0 dB). Dengan menggunakan rumus tersebut, tingkat suara manakah yang akan diukur oleh pendengar secara tepat pada intensitas ambang batas?
- Setiap +10 dB berarti peningkatan intensitas sebesar ×10, bukan dua kali lipat. Dengan menggunakan rumus tersebut, kira-kira berapa dB yang sebenarnya ditambahkan oleh intensitas yang digandakan (×2)?
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Tingkat Suara dalam Desibel
Skala desibel memampatkan rentang dinamis intensitas yang sangat besar menggunakan logaritma basis 10 relatif terhadap intensitas suara paling pelan I₀ = 10⁻¹² W/m², sehingga setiap +10 dB mewakili lompatan ×10 dalam intensitas sebenarnya.