Decibelová stupnica: stlačenie obrovského rozsahu intenzít

1 · Predikuj

Intenzity zvuku, ktoré ľudia počujú, pokrývajú faktor bilióna, od šepotu po prúdový motor. Prečo meriame hlasitosť v decibeloch namiesto priamo vo W/m²?

• 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.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu decibely a stlač Resetovať. Zdroj žiari 0.12 W všetkými smermi.
2. Zapni odčítania intenzity a hladiny zvuku u pozorovateľa.
3. Nastav vzdialenosť pozorovateľa od zdroja pre každý pokus a zaznamenaj intenzitu a hladinu zvuku.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj hladinu zvuku β (os y) verzus log₁₀(intenzita I vo W/m²) (os x) pre svoje tri pokusy. Je priamka rovná?

4 · Analyzuj

1. 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.
2. 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.

5 · Rozšír

1. 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?
2. Každých +10 dB zodpovedá ×10 nárastu intenzity, nie zdvojnásobeniu. Pomocou vzorca — približne koľko dB pridá intenzita, ktorá sa zdvojnásobí (×2)?

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky