Golven en geluid
Decibelschaal bij het oor
Een hardere bron verhoogt het decibelniveau op een vaste afstand.
Decibelschaal bij het oor — interactieve Golven en geluid-simulatie. Een hardere bron verhoogt het decibelniveau op een vaste afstand. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Decibelschaal
De decibelschaal drukt met een logaritme een enorm bereik aan intensiteiten samen in hanteerbare getallen.
Geluidsniveau β = 10 log₁₀(I/I₀) dB. Een stijging van 10 dB betekent tien keer de intensiteit. Hardere bronnen verhogen β op een vaste afstand.
- β = 10 log₁₀(I/I₀)
- Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Geluidsintensiteiten die mensen kunnen horen bestrijken een factor biljoen, van gefluister tot een straalvliegtuigmotor. Waarom meten we luidheid in decibel in plaats van rechtstreeks in W/m²?
Voorspellingen om te wegen
- Decibel gebruikt een logaritmische schaal, dus gelijke dB-stappen horen bij gelijke multiplicatieve sprongen in intensiteit.
- Decibel is alleen een lineair herschaalde versie van W/m² voor het gemak.
- Decibel meet iets natuurkundig anders dan intensiteit.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Afstand r (m)
Wat je meet:
- Intensiteit I (µW/m²)
- Geluidsniveau β (dB)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling sound-decibel en druk op Herstel. De bron straalt 0,12 W in alle richtingen uit.
- Zet de aflezingen van intensiteit en geluidsniveau bij de waarnemer aan.
- Stel voor elke meting de afstand van de waarnemer tot de bron in en noteer de intensiteit en het geluidsniveau.
Leidende vergelijking
Geluidsniveau in decibel — L = 10·log₁₀(I/I₀)
De decibelschaal perst het enorme dynamisch bereik van intensiteit samen met een logaritme met grondtal 10 ten opzichte van de zachtst hoorbare intensiteit I₀ = 10⁻¹² W/m², zodat elke +10 dB een ×10 sprong in werkelijke intensiteit voorstelt.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting I = P/(4πr²) uit met P = 0.12 W (geef op in µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²) en daarna β = 10·log₁₀(I/I₀) met referentie-intensiteit I₀ = 10⁻¹² W/m². Vergelijk beide met de tabel.
- Hoewel je dichtstbijzijnde en verste metingen in intensiteit met een factor 16 verschillen, verandert de kolom geluidsniveau ertussen maar met ongeveer 12 dB. Leg uit waarom, met de logaritme in de formule.
Waar dit buiten het lab opduikt
- De referentie-intensiteit I₀ = 10⁻¹² W/m² is gedefinieerd als ongeveer het zachtste geluid dat een mens kan horen (0 dB). Wat voor geluidsniveau zou een luisteraar met de formule precies op de drempelintensiteit meten?
- Elke +10 dB hoort bij een ×10 toename in intensiteit, niet bij een verdubbeling. Hoeveel dB voegt een intensiteit die verdubbelt (×2) volgens de formule feitelijk toe?
- 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
- Welkom bij Geluid in decibel
- Selecteer de waarnemer
- Druk op Start
- Logaritmische hardheid
- Open het eigenschappenpaneel
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.