Desibelskalaen: å komprimere et enormt område av intensiteter

1 · Prediker

Lydintensiteter mennesker kan høre spenner over en faktor av en billion, fra en hvisken til en jetmotor. Hvorfor måler vi lydstyrken i desibel i stedet for direkte i W/m²?

• Desibel bruker en logaritmisk skala, så like dB-trinn tilsvarer like multiplikative hopp i intensitet.
• Desibel er bare en lineært omskalert versjon av W/m² for bekvemmelighet.
• Desibel måler noe fysisk forskjellig fra intensitet.

2 · Oppsett

1. Åpne lyddesibel-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Kilden stråler 0,12 W i alle retninger.
2. Aktiver intensitets- og lydnivå-avlesningene ved observatøren.
3. Sett observatørens avstand fra kilden for hvert forsøk og registrer intensiteten og lydnivået.

3 · Samle inn data

Plott lydnivå β (y-akse) mot log₁₀ (intensitet I i W/m²) (x-akse) for dine tre forsøk. Er linjen rett?

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn I = P/(4πr²) med P = 0,12 W (rapporter i µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), deretter β = 10·log₁₀(I/I₀) med referanseintensitet I₀ = 10⁻¹² W/m². Sammenlign begge med tabellen.
2. Selv om ditt nærmeste og ditt fjerneste forsøk skiller seg i intensitet med en faktor 16, endrer lydnivåkolonnen seg bare med omtrent 12 dB mellom dem. Forklar hvorfor, med logaritmen i formelen.

5 · Utvid

1. Referanseintensiteten I₀ = 10⁻¹² W/m² er definert som omtrent den stilleste lyden et menneske kan høre (0 dB). Med formelen, hvilket lydnivå ville en lytter måle nøyaktig ved terskelintensiteten?
2. Hver +10 dB tilsvarer en ×10 økning i intensitet, ikke en dobling. Med formelen, omtrent hvor mange dB legger en intensitet som dobler (×2) faktisk til?

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark