Golven en geluid
Geluidsintensiteit vs. afstand
De intensiteit valt als 1/r² — verplaats de waarnemer en kijk hoe I en L veranderen.
Geluidsintensiteit vs. afstand — interactieve Golven en geluid-simulatie. De intensiteit valt als 1/r² — verplaats de waarnemer en kijk hoe I en L veranderen. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Intensiteit (omgekeerd kwadraat)
Geluidsintensiteit neemt af als 1/r² vanaf een puntbron in drie dimensies.
Vermogen spreidt zich over een boloppervlak 4πr², dus intensiteit I = P/(4πr²). Afstand verdubbelen kwartiert de intensiteit.
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
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
Een luidspreker straalt geluid gelijkmatig in alle richtingen uit. Als een luisteraar twee keer zo ver weg gaat, hoeveel zakt de geluidsintensiteit?
Voorspellingen om te wegen
- De intensiteit zakt naar 1/2 — hij valt lineair af met de afstand.
- De intensiteit zakt naar 1/4 — hij valt af met het kwadraat van de afstand.
- De intensiteit blijft dezelfde, ongeacht de afstand.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Afstand r (m)
Wat je meet:
- Intensiteit I (µW/m²)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling sound-intensity en druk op Herstel. De bron straalt 0,05 W in alle richtingen uit (bolvormige uitspreiding).
- Zet de intensiteitsaflezing bij de waarnemer aan.
- Stel voor elke meting de afstand van de waarnemer tot de bron in en noteer de intensiteit.
Leidende vergelijking
Omgekeerde-kwadratenwet voor geluidsintensiteit — I = P/(4πr²)
Vermogen dat in alle richtingen gelijk wordt uitgezonden spreidt zich over een bol met oppervlak 4πr². Intensiteit — vermogen per oppervlakte-eenheid — valt daarom af als 1/r² met de afstand tot de bron.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting I = P/(4πr²) uit met P = 0.05 W en geef je antwoord in µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Vergelijk met de tabel.
- Leg, met het oppervlak van een bol 4πr², uit waarom naar buiten uitspreidend geluidsvermogen de intensiteit laat afvallen als 1/r² in plaats van 1/r.
Waar dit buiten het lab opduikt
- Een verdubbelde afstand brengt de intensiteit op een kwart, maar de luidheid (in decibel) lijkt bij elke verdubbeling van de afstand slechts met een vast bedrag te dalen. Kijk naar het sound-decibel-experiment — wat voor soort functie maakt van een ×4-intensiteitsverhouding een vast dB-verschil?
- Dit experiment gaat ervan uit dat de bron in elke richting even sterk straalt. Een megafoon richt het geluid in plaats daarvan in een smalle kegel. Hoe verwacht je dat de 1/r²-wet voor de intensiteit verandert voor een gerichte bron op dezelfde afstand?
- 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 Geluidsintensiteit
- Selecteer de waarnemer
- Druk op Start
- Zwakker met afstand
- 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.