Decibelu skala: milzīga intensitātes diapazona saspiešana

1 · Prognozē

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?

• 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.

2 · Iestati

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.

3 · Vāc datus

Zīmē skaņas līmeni β (y ass) pret log₁₀(intensitāte I W/m²) (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai līnija ir taisna?

4 · Analizē

1. 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.
2. 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.

5 · Paplašina

1. 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?
2. Katrs +10 dB atbilst ×10 pieaugumam intensitātē, nevis dubultošanai. Izmantojot formulu, aptuveni cik daudz dB pievieno intensitāte, kas dubultojas (×2)?

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas