Valovi in zvok
Jakost zvoka proti razdalji
Jakost pada kot 1/r² — premakni opazovalca in glej, kako se I in L spreminjata.
Jakost zvoka proti razdalji — interaktivna simulacija Valovi in zvok. Jakost pada kot 1/r² — premakni opazovalca in glej, kako se I in L spreminjata. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Jakost obratnih kvadratov
Jakost zvoka pojema kot 1/r² od točkastega vira v treh razsežnostih.
Moč se razširi po krogelni površini 4πr², zato jakost I = P/(4πr²). Podvojitev razdalje četrti jakost.
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Zvočnik enakomerno seva zvok v vse smeri. Če se poslušalec premakne dvakrat dlje, za koliko jakost zvoka pade?
Predvidevanja za pretehtanje
- Jakost pade na 1/2 — pojema linearno z razdaljo.
- Jakost pade na 1/4 — pojema s kvadratom razdalje.
- Jakost ostane enaka, ne glede na razdaljo.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Razdalja r (m)
Kaj izmeriš:
- Jakost I (µW/m²)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev sound-intensity in pritisni Ponastavi. Vir seva 0,05 W v vse smeri (krogelno širjenje).
- Omogoči odčitek jakosti pri opazovalcu.
- Nastavi razdaljo opazovalca od vira za vsak poskus in zabeleži jakost.
Vodilna enačba
Zakon obratnih kvadratov za jakost zvoka — I = P/(4πr²)
Moč, sevana enakomerno v vse smeri, se razširi po krogli s površino 4πr². Jakost — moč na enoto površine — zato pojema kot 1/r² z razdaljo od vira.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj I = P/(4πr²) s P = 0,05 W, odgovor izrazi v µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Primerjaj s tabelo.
- Z površino krogle 4πr² razloži, zakaj moč zvoka, ki se širi navzven, naredi jakost padajočo kot 1/r² in ne 1/r.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Podvojitev razdalje početveri jakost, a se glasnost (v decibelih) zdi, da pade le za fiksni znesek vsakič, ko se razdalja podvoji. Poglej poskus sound-decibel — kakšna funkcija pretvori razmerje jakosti ×4 v fiksno razliko dB?
- Ta poskus privzema, da vir seva enakomerno v vsako smer. Megafon namesto tega osredotoči zvok v ozek stožec. Kako bi pričakoval, da se zakon jakosti 1/r² spremeni za osredotočen vir pri isti razdalji?
- 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
- Dobrodošli pri jakosti zvoka
- Izberi opazovalca
- Pritisni Predvajaj
- Šibkejše z razdaljo
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →