Geluidsintensiteit en de omgekeerde-kwadratenwet

1 · Voorspel

Een luidspreker straalt geluid gelijkmatig in alle richtingen uit. Als een luisteraar twee keer zo ver weg gaat, hoeveel zakt de geluidsintensiteit?

• 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.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling sound-intensity en druk op Herstel. De bron straalt 0,05 W in alle richtingen uit (bolvormige uitspreiding).
2. Zet de intensiteitsaflezing bij de waarnemer aan.
3. Stel voor elke meting de afstand van de waarnemer tot de bron in en noteer de intensiteit.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de intensiteit I (y-as) uit tegen 1/r² (x-as). Is de lijn recht en door de oorsprong?

4 · Analyseer

1. 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.
2. 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.

5 · Verdiep

1. 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?
2. 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?

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde