Vlny a zvuk
Decibelová stupnica pri uchu
Hlasnejší zdroj zvyšuje hladinu decibelov na pevnej vzdialenosti.
Decibelová stupnica pri uchu — interaktívna simulácia Vlny a zvuk. Hlasnejší zdroj zvyšuje hladinu decibelov na pevnej vzdialenosti. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Decibelová stupnica
Decibelová stupnica stlačí obrovské rozpätie intenzít do zvládnuteľných čísel pomocou logaritmu.
Hladina zvuku β = 10 log₁₀(I/I₀) dB. Zvýšenie o 10 dB znamená desaťnásobnú intenzitu. Hlasnejšie zdroje zvyšujú β pri pevnej vzdialenosti.
- β = 10 log₁₀(I/I₀)
- Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Intenzity zvuku, ktoré ľudia počujú, pokrývajú faktor bilióna, od šepotu po prúdový motor. Prečo meriame hlasitosť v decibeloch namiesto priamo vo W/m²?
Predikcie na zváženie
- Decibely používajú logaritmickú stupnicu, takže rovnaké kroky v dB zodpovedajú rovnakým násobným skokom v intenzite.
- Decibely sú len lineárne preskalovaná verzia W/m² pre pohodlie.
- Decibely merajú niečo fyzikálne odlišné od intenzity.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Vzdialenosť r (m)
Čo meriaš:
- Intenzita I (µW/m²)
- Hladina zvuku β (dB)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu decibely a stlač Resetovať. Zdroj žiari 0.12 W všetkými smermi.
- Zapni odčítania intenzity a hladiny zvuku u pozorovateľa.
- Nastav vzdialenosť pozorovateľa od zdroja pre každý pokus a zaznamenaj intenzitu a hladinu zvuku.
Riadiaca rovnica
Hladina zvuku v decibeloch — L = 10·log₁₀(I/I₀)
Decibelová stupnica stláča obrovský dynamický rozsah intenzity dekadickým logaritmom vzhľadom na najtichšiu počuteľnú intenzitu I₀ = 10⁻¹² W/m², takže každých +10 dB predstavuje ×10 skok v skutočnej intenzite.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj I = P/(4πr²) s P = 0.12 W (udaj v µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), potom β = 10·log₁₀(I/I₀) s referenčnou intenzitou I₀ = 10⁻¹² W/m². Porovnaj obe s tabuľkou.
- Hoci sa tvoje najbližší a najvzdialenejší pokus líšia v intenzite faktorom 16, stĺpec hladiny zvuku sa medzi nimi zmení len o približne 12 dB. Vysvetli prečo, pomocou logaritmu vo vzorci.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Referenčná intenzita I₀ = 10⁻¹² W/m² je definovaná ako zhruba najtichší zvuk, ktorý človek počuje (0 dB). Pomocou vzorca — akú hladinu zvuku by poslucháč nameral presne pri prahovej intenzite?
- Každých +10 dB zodpovedá ×10 nárastu intenzity, nie zdvojnásobeniu. Pomocou vzorca — približne koľko dB pridá intenzita, ktorá sa zdvojnásobí (×2)?
- 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
- Vitaj pri decibeloch
- Vyber pozorovateľa
- Stlač Prehrať
- Logaritmická hlasitosť
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →