파동과 소리
거리에 따른 소리 세기
세기는 1/r²에 따라 감소합니다 — 관측자를 이동시켜 I와 L의 변화를 관찰하세요.
거리에 따른 소리 세기 — 인터랙티브 파동과 소리 시뮬레이션. 세기는 1/r²에 따라 감소합니다 — 관측자를 이동시켜 I와 L의 변화를 관찰하세요. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
제곱 반비례 세기
점음원에서 3차원 공간의 음 세기는 1/r²로 감소합니다.
전력은 4πr² 면적의 구 표면에 퍼지므로 I = P/(4πr²)입니다. 거리를 2배로 늘리면 세기는 1/4로 줄어듭니다.
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
스피커는 모든 방향으로 소리를 균등하게 방출합니다. 청취자가 두 배 더 멀리 이동하면 소리 강도는 얼마나 떨어지나요?
검토할 예측
- 강도는 1/2로 떨어지며 거리에 따라 선형적으로 떨어집니다.
- 강도는 1/4로 떨어지며 거리의 제곱에 비례하여 감소합니다.
- 강도는 거리에 관계없이 동일하게 유지됩니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 거리 r (m)
측정하는 것:
- 강도 I (µW/m²)
실험 진행 방법
- sound-intensity 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 소스는 모든 방향으로 0.05W를 방출합니다(구형 확산).
- 관찰자의 강도 판독을 활성화합니다.
- 각 시행에 대해 소스로부터 관찰자의 거리를 설정하고 강도를 기록합니다.
지배방정식
소리 강도에 대한 역제곱 법칙 — I = P/(4πr²)
모든 방향으로 균등하게 방사되는 전력은 4πr²의 영역에 퍼집니다. 강도(단위 면적당 전력)는 따라서 소스로부터의 거리에 따라 1/r²로 떨어집니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에서는 P = 0.05W를 사용하여 I = P/(4πr²)를 계산하고 답을 µW/m²(1µW/m² = 10⁻⁶ W/m²)로 표현합니다. 표와 비교해 보세요.
- 4πr² 구의 표면적을 사용하여 바깥쪽으로 퍼지는 음력이 강도가 1/r이 아닌 1/r²로 떨어지는 이유를 설명하십시오.
실험 밖에서의 활용
- 거리를 두 배로 하면 세기는 4분의 1이 되지만, 음량(데시벨)은 거리가 두 배가 될 때마다 고정된 양만큼만 줄어드는 것처럼 보입니다. sound-decibel 실험을 살펴보세요 — 세기비 ×4를 고정된 dB 차이로 바꾸는 함수는 어떤 종류입니까?
- 이 실험에서는 소스가 모든 방향으로 동일하게 방사된다고 가정합니다. 메가폰은 소리를 좁은 원뿔에 집중시킵니다. 동일한 거리에 있는 집중된 소스에 대해 강도 1/r² 법칙이 어떻게 변할 것으로 예상합니까?
- 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
- 음의 세기에 오신 것을 환영합니다
- 관찰자 선택
- 재생을 누르세요
- 거리가 멀수록 약해짐
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.