Skala Desibel: Memampatkan Julat Keamatan yang Besar

1 · Ramal

Keamatan bunyi yang boleh didengari manusia merentasi faktor trilion, daripada bisikan ke enjin jet. Mengapa kita mengukur kuat bunyi dalam desibel dan bukannya terus dalam W/m²?

• Desibel menggunakan skala logaritmik, jadi langkah dB sama sepadan dengan lompatan pendaraban sama dalam keamatan.
• Desibel hanyalah versi W/m² diskala-semula secara linear untuk kemudahan.
• Desibel mengukur sesuatu yang berbeza secara fizikal daripada keamatan.

2 · Susun

1. Buka praset desibel-bunyi dan tekan Set semula. Sumber memancarkan 0.12 W ke semua arah.
2. Aktifkan bacaan keamatan dan aras-bunyi pada pemerhati.
3. Tetapkan jarak pemerhati daripada sumber bagi setiap percubaan dan rekod keamatan dan aras bunyi.

3 · Kumpul Data

Plot aras bunyi β (paksi-y) melawan log₁₀(keamatan I dalam W/m²) (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah garisnya lurus?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira I = P/(4πr²) menggunakan P = 0.12 W (laporkan dalam µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), kemudian β = 10·log₁₀(I/I₀) dengan keamatan rujukan I₀ = 10⁻¹² W/m². Bandingkan kedua-duanya dengan jadual.
2. Walaupun percubaan terdekat dan terjauh anda berbeza dalam keamatan dengan faktor 16, kolum aras-bunyi berubah hanya kira-kira 12 dB antara mereka. Terangkan mengapa, menggunakan logaritma dalam formula itu.

5 · Lanjutkan

1. Keamatan rujukan I₀ = 10⁻¹² W/m² ditakrifkan sebagai lebih kurang bunyi paling senyap yang boleh didengari manusia (0 dB). Menggunakan formula itu, aras bunyi berapa yang akan diukur pendengar tepat pada keamatan ambang?
2. Setiap +10 dB sepadan dengan peningkatan ×10 dalam keamatan, bukan penggandaan. Menggunakan formula itu, lebih kurang berapa dB yang sebenarnya ditambah oleh keamatan yang berganda (×2)?

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma