Decibelų skalė: milžiniško stiprių rėžo glaudinimas

1 · Spėk

Žmogaus girdimi garso stipriai apima trilijono kartų intervalą — nuo kuždėjimo iki reaktyvinio variklio. Kodėl garsumą matuojame decibelais, o ne tiesiogiai W/m²?

• Decibelai naudoja logaritminę skalę, tad lygūs dB žingsniai atitinka lygius dauginamuosius šuolius stipryje.
• Decibelai yra tik tiesiškai permastelėta W/m² versija patogumui.
• Decibelai mato fiziškai ką kita nei stiprį.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Decibelų skalė“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Šaltinis spinduliuoja 0.12 W visomis kryptimis.
2. Įjunk stiprio ir garso lygio rodmenis stebėtojui.
3. Nustatyk stebėtojo atstumą nuo šaltinio kiekvienam bandymui ir užsirašyk stiprį bei garso lygį.

3 · Rink duomenis

Braišyk garso lygį β (y ašis) prieš log₁₀(stipris I W/m²) (x ašis) savo trims bandymams. Ar linija tiesi?

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok I = P/(4πr²) naudodamas P = 0.12 W (pateik µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), tada β = 10·log₁₀(I/I₀) su atskaitiniu stipriu I₀ = 10⁻¹² W/m². Palygink abu su lentele.
2. Nors artimiausias ir toliausias bandymai stipriu skiriasi 16 kartų, garso lygio stulpelis pasikeičia tik apie 12 dB. Paaiškink kodėl, naudodamas logaritmą formulėje.

5 · Išplėsk

1. Atskaitinis stipris I₀ = 10⁻¹² W/m² apibrėžtas kaip maždaug tyliausias žmogaus girdimas garsas (0 dB). Naudodamas formulę, kokį garso lygį klausytojas išmatuotų tiksliai ribinio stiprio reikšmei?
2. Kiekvieniems +10 dB atitinka ×10 padidėjimą stipryje, o ne padvigubėjimą. Naudodamas formulę, maždaug kiek dB prideda stipris, kuris padvigubėja (×2)?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai