Bangas un skaņa

Decibelu skala pie auss

Skaļāks avots paaugstina decibelu līmeni fiksētā attālumā.

Decibelu skala pie auss — interaktīva Bangas un skaņa simulācija. Skaļāks avots paaugstina decibelu līmeni fiksētā attālumā. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Decibelu skala

Decibelu skala saspiež milzīgu intensitātes diapazonu pārvaldāmos skaitļos ar logaritmu.

Skaņas līmenis β = 10 log₁₀(I/I₀) dB. 10 dB pieaugums nozīmē desmitkāršu intensitāti. Skaļāki avoti paaugstina β fiksētā attālumā.

• β = 10 log₁₀(I/I₀)
• Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Skaņas intensitātes, ko cilvēki var dzirdēt, aptver triljons reizes lielu diapazonu — no čuksta līdz reaktīvajam dzinējam. Kāpēc mēs mērām skaļumu decibelos, nevis tieši W/m²?

Prognozes, ko svērt

• Decibeli izmanto logaritmisku skalu, tāpēc vienādi dB soļi atbilst vienādām reizināmām intensitātes lecamām.
• Decibeli ir tikai lineāri pārskalota W/m² versija ērtībai.
• Decibeli mēra kaut ko fizikāli atšķirīgu no intensitātes.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Attālums r (m)

Ko tu mēri:

• Intensitāte I (µW/m²)
• Skaņas līmenis β (dB)

Kā izpēte norit

1. Atver decibelu eksperimentu un nospied Atiestatīt. Avots staro 0.12 W visos virzienos.
2. Ieslēdz intensitātes un skaņas līmeņa rādījumus pie novērotāja.
3. Iestati novērotāja attālumu no avota katram mēģinājumam un ieraksti intensitāti un skaņas līmeni.

Noteicošais vienādojums

Skaņas līmenis decibelos — L = 10·log₁₀(I/I₀)

Decibelu skala saspiež intensitātes milzīgo dinamo diapazonu ar 10. bāzes logaritmu attiecībā pret klusāko dzirdamo intensitāti I₀ = 10⁻¹² W/m², tāpēc katrs +10 dB apzīmē ×10 lēcienu īstajā intensitātē.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini I = P/(4πr²) ar P = 0.12 W (ziņo µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), tad β = 10·log₁₀(I/I₀) ar atsauces intensitāti I₀ = 10⁻¹² W/m². Salīdzini abus ar tabulu.
• Kaut tava tuvākā un tālākā mēģinājuma intensitātes atšķiras 16 reizes, skaņas līmeņa kolonna mainās tikai par aptuveni 12 dB starp tām. Izskadyro, kāpēc, izmantojot logaritmu formulā.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Atsauces intensitāte I₀ = 10⁻¹² W/m² ir definēta kā aptuveni klusākā skaņa, ko cilvēks var dzirdēt (0 dB). Izmantojot formulu, kādu skaņas līmeni klausītājs izmērītu tieši pie robežintensitātes?
• Katrs +10 dB atbilst ×10 pieaugumam intensitātē, nevis dubultošanai. Izmantojot formulu, aptuveni cik daudz dB pievieno intensitāte, kas dubultojas (×2)?

• 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

1. Sveicināts decibelu eksperimentā
2. Atlasīts novērotāju
3. Nospied „Atskaņot”
4. Logaritmiskais skaļums
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Skaņas intensitāte un decibeli