Ljudintensitet och inversa kvadratlagen

1 · Förutsäg

En högtalare strålar ljud lika i alla riktningar. Om en lyssnare flyttar dubbelt så långt bort, hur mycket minskar ljudintensiteten?

2 · Uppbyggnad

  1. Öppna förinställningen Ljudintensitet och tryck på Återställ. Källan strålar 0.05 W i alla riktningar (sfärisk utbredning).
  2. Aktivera intensitetsavläsningen hos observatören.
  3. Ställ in observatörens avstånd från källan för varje försök och notera intensiteten.

3 · Samla data

Avstånd r (m)Intensitet I (µW/m²)
2.00
4.00
8.00

Rita intensiteten I (y-axeln) mot 1/r² (x-axeln) för dina tre försök. Är linjen rät och genom origo?

4 · Analysera

  1. Beräkna för ett försök I = P/(4πr²) med P = 0.05 W, och uttryck svaret i µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Jämför med tabellen.
  2. Förklara, med hjälp av en sfärs ytarea 4πr², varför ljudeffekt som sprider sig utåt får intensiteten att avta som 1/r² i stället för som 1/r.

5 · Utvidga

  1. En fördubbling av avståndet ger en fjärdedels intensitet, men ljudstyrkan (i decibel) verkar bara sjunka med ett fast belopp varje gång avståndet fördubblas. Titta på experimentet Decibel — vilken sorts funktion förvandlar en ×4-intensitetskvot till en fast dB-skillnad?
  2. Detta experiment antar att källan strålar lika i varje riktning. En megafon fokuserar i stället ljudet i en smal kon. Hur skulle du förvänta dig att intensitetslagen 1/r² ändras för en riktad källa på samma avstånd?

Fysiken bakom det här experimentet

Inversa kvadratlagen för ljudintensitet

Effekt som strålas lika i alla riktningar sprids över en sfär med arean 4πr². Intensiteten — effekt per areaenhet — avtar därför som 1/r² med avståndet från källan.

← Tillbaka till experimentet

Vågor och ljud

138 gratis utskrivbara labblad i fysik