Vlny a zvuk
Intenzita zvuku verzus vzdialenosť
Intenzita klesá ako 1/r² — presuň pozorovateľa a sleduj, ako sa menia I a L.
Intenzita zvuku verzus vzdialenosť — interaktívna simulácia Vlny a zvuk. Intenzita klesá ako 1/r² — presuň pozorovateľa a sleduj, ako sa menia I a L. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Intenzita inverzných štvorcov
Intenzita zvuku klesá ako 1/r² od bodového zdroja v troch rozmeroch.
Výkon sa rozprestiera na guľovú plochu 4πr², takže intenzita I = P/(4πr²). Zdvojnásobenie vzdialenosti štvrtí intenzitu.
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
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
Reproduktor žiari zvuk rovnako všetkými smermi. Keď sa poslucháč presunie dvakrát ďalej, o koľko klesne intenzita zvuku?
Predikcie na zváženie
- Intenzita klesne na 1/2 — klesá lineárne s vzdialenosťou.
- Intenzita klesne na 1/4 — klesá s druhou mocninou vzdialenosti.
- Intenzita zostáva rovnaká bez ohľadu na vzdialenosť.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Vzdialenosť r (m)
Čo meriaš:
- Intenzita I (µW/m²)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu intenzita zvuku a stlač Resetovať. Zdroj žiari 0.05 W všetkými smermi (guľové šírenie).
- Zapni odčítanie intenzity u pozorovateľa.
- Nastav vzdialenosť pozorovateľa od zdroja pre každý pokus a zaznamenaj intenzitu.
Riadiaca rovnica
Zákon inverzných štvorcov pre intenzitu zvuku — I = P/(4πr²)
Výkon žiarený rovnako všetkými smermi sa rozprestiera na guľu s plochou 4πr². Intenzita — výkon na jednotku plochy — preto klesá ako 1/r² s vzdialenosťou od zdroja.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj I = P/(4πr²) s P = 0.05 W, odpoveď vyjadr v µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli pomocou povrchu gule 4πr², prečo výkon zvuku šíriaci sa von robí intenzitu klesajúcou ako 1/r² namiesto 1/r.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Zdvojnásobenie vzdialenosti štvrtí intenzitu, ale hlasitosť (v decibeloch) sa zdá klesnúť len o pevnú hodnotu pri každom zdvojnásobení vzdialenosti. Pozri sa na experiment decibely — aký typ funkcie mení pomer intenzity ×4 na pevný rozdiel v dB?
- Tento experiment predpokladá, že zdroj žiari rovnako každým smerom. Megafón namiesto toho sústredí zvuk do úzkeho kužeľa. Ako by sa zákon 1/r² zmenil pre sústredený zdroj pri tej istej vzdialenosti?
- 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 intenzite zvuku
- Vyber pozorovateľa
- Stlač Prehrať
- Slabšia s vzdialenosťou
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →