ध्वनी तीव्रता व व्यस्त-वर्ग नियम
1 · अनुमान
स्पीकर सर्व दिशांना समान ध्वनी पसरवतो. ऐकणारा दुप्पट दूर गेल्यास ध्वनी तीव्रता किती घसरते?
- तीव्रता 1/2 वर येते — अंतरासह रेषीय घसरते.
- तीव्रता 1/4 वर येते — अंतराच्या वर्गाने घसरते.
- अंतर कितीही असो, तीव्रता तशीच.
2 · मांडणी
- साउंड-इंटेनसिटी प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. स्रोत 0.05 W सर्व दिशांना पसरवतो (गोलीय पसरण).
- निरीक्षकाकडे तीव्रता-वाचन सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी स्रोतापासून निरीक्षकाचे अंतर निश्चित करा व तीव्रता नोंदवा.
3 · डेटा गोळा करा
| अंतर r (m) | तीव्रता I (µW/m²) |
|---|---|
| 2.00 | |
| 4.00 | |
| 8.00 |
तुमच्या तीन फेर्यांसाठी तीव्रता I (y-अक्ष) विरुद्ध 1/r² (x-अक्ष) काढा. रेषा उगमातून सरळ जाते का?
4 · विश्लेषण
- एका फेरीसाठी P = 0.05 W सह I = P/(4πr²) काढा, उत्तर µW/m² मध्ये द्या (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). तक्त्याशी तुलना करा.
- गोलाचे पृष्ठभाग-क्षेत्रफळ 4πr² वापरून, ध्वनी-शक्ती बाहेर पसरताना तीव्रता 1/r ऐवजी 1/r² ने का घसरते ते स्पष्ट करा.
5 · विस्तार
- अंतर दुप्पट केल्यास तीव्रता चौपट होते, पण तीव्रता (डेसिबलमध्ये) प्रत्येक दुप्पटीला ठराविकच रकमेने घसरत असल्यासारखे वाटते. साउंड-डेसिबल प्रयोग पहा — ×4 तीव्रता-गुणोत्तराला ठराविक dB फरक करणारे कोणते प्रकारचे फळन आहे?
- हा प्रयोग स्रोत सर्व दिशांना समान पसरवतो असे गृहीत धरतो. मेगाफोन उलट ध्वनी अरुंड शंकूत केंद्रित करतो. केंद्रित स्रोतासाठी त्याच अंतरावर 1/r² नियम कसा बदलेल असे वाटते?
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
ध्वनी तीव्रतेसाठी व्यस्त-वर्ग नियम
सर्व दिशांना समान पसरलेली शक्ती 4πr² क्षेत्रफळाच्या गोलावर पसरते. तीव्रता — प्रति एकक क्षेत्रफळ शक्ती — म्हणून स्रोतापासूनच्या अंतरासह 1/r² ने घसरते.