A escala de decibéis: comprimindo uma enorme variedade de intensidades

1 · Prever

As intensidades sonoras que os humanos podem ouvir abrangem um fator de um trilhão, desde um sussurro até um motor a jato. Por que medimos a intensidade em decibéis em vez de medir diretamente em W/m²?

• Os decibéis usam uma escala logarítmica, portanto, passos iguais de dB correspondem a saltos multiplicativos iguais em intensidade.
• Decibéis são apenas uma versão de W/m² reescalonada linearmente por conveniência.
• Decibéis medem algo fisicamente diferente da intensidade.

2 · Preparar

1. Abra a predefinição de decibéis de som e pressione Redefinir. A fonte irradia 0.12 W em todas as direções.
2. Habilite as leituras de intensidade e nível sonoro no observador.
3. Defina a distância do observador da fonte para cada tentativa e registre a intensidade e o nível de som.

3 · Coletar Dados

Plote o nível de som β (eixo y) em relação a log₁₀ (intensidade I em W/m²) (eixo x) para suas três tentativas. A linha é reta?

4 · Analisar

1. Para uma tentativa, calcule I = P/(4πr²) usando P = 0.12 W (relatório em µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), então β = 10·log₁₀(I/I₀) com intensidade de referência I₀ = 10⁻¹² W/m². Compare ambos com a tabela.
2. Mesmo que sua tentativa mais próxima e a mais distante difiram em intensidade por um fator de 16, a coluna do nível de som muda apenas cerca de 12 dB entre elas. Explique por quê, usando o logaritmo da fórmula.

5 · Aprofundar

1. A intensidade de referência I₀ = 10⁻¹² W/m² é definida como aproximadamente o som mais baixo que um ser humano pode ouvir (0 dB). Usando a fórmula, que nível de som um ouvinte mediria exatamente na intensidade limite?
2. Cada +10 dB corresponde a um aumento de ×10 na intensidade, não a uma duplicação. Usando a fórmula, aproximadamente quantos dB uma intensidade que dobra (×2) realmente adiciona?

A física por trás deste experimento

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