คลื่นและเสียง
สเกลเดซิเบลที่หู
แหล่งกำเนิดที่ดังกว่าเพิ่มระดับเดซิเบลที่ระยะคงที่
สเกลเดซิเบลที่หู — การจำลองคลื่นและเสียงแบบโต้ตอบ แหล่งกำเนิดที่ดังกว่าเพิ่มระดับเดซิเบลที่ระยะคงที่ ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
สเกลเดซิเบล
สเกลเดซิเบลบีบอัดช่วงความเข้มที่กว้างใหญ่ให้เป็นตัวเลขที่จัดการได้โดยใช้ลอการิทึม
ระดับเสียง β = 10 log₁₀(I/I₀) dB การเพิ่มขึ้น 10 dB หมายถึงความเข้มเพิ่มขึ้นสิบเท่า แหล่งกำเนิดที่ดังกว่าจะเพิ่ม β ที่ระยะทางคงที่
- β = 10 log₁₀(I/I₀)
- Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
ความเข้มเสียงที่มนุษย์ได้ยินกว้างถึงล้านล้านเท่า จากกระซิบถึงเครื่องยนต์เจ็ท เหตุใดเราจึงวัดความดังเป็นเดซิเบลแทน W/m² โดยตรง
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- เดซิเบลใช้สเกลลอการิทึม ระยะ dB เท่ากันจึงตรงกับการกระโดดคูณเท่ากันของความเข้ม
- เดซิเบลเป็น W/m² ที่สเกลเชิงเส้นใหม่เพื่อความสะดวก
- เดซิเบลวัดสิ่งที่ต่างจากความเข้มทางกายภาพ
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะ r (m)
สิ่งที่คุณวัด:
- ความเข้ม I (µW/m²)
- ระดับเสียง β (dB)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ sound-decibel แล้วกดรีเซ็ต แหล่งกำเนิดแผ่ 0.12 W ทุกทิศ
- เปิดค่าแสดงความเข้มและระดับเสียงที่ผู้สังเกต
- ตั้งระยะของผู้สังเกตจากแหล่งในแต่ละรอบแล้วบันทึกความเข้มและระดับเสียง
สมการควบคุม
ระดับเสียงเป็นเดซิเบล — L = 10·log₁₀(I/I₀)
มาตราส่วนเดซิเบลบีบอัดช่วงความเข้มที่กว้างมากด้วยลอการิทึมฐานสิบสัมพัทธ์ต่อความเข้มที่เบาที่สุดที่ได้ยิน I₀ = 10⁻¹² W/m² ทุก ๆ +10 dB จึงแทนการกระโดด ×10 ของความเข้มจริง
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ I = P/(4πr²) โดยใช้ P = 0.12 W (รายงานเป็น µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²) แล้วหา β = 10·log₁₀(I/I₀) โดยความเข้มอ้างอิง I₀ = 10⁻¹² W/m² เทียบทั้งสองค่ากับตาราง
- แม้รอบใกล้สุดกับไกลสุดของคุณต่างกันในความเข้ม 16 เท่า คอลัมน์ระดับเสียงเปลี่ยนเพียงราว 12 dB อธิบายว่าเหตุใด โดยใช้ลอการิทึมในสูตร
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ความเข้มอ้างอิง I₀ = 10⁻¹² W/m² นิยามให้เป็นโดยประมาณเสียงเบาที่สุดที่มนุษย์ได้ยิน (0 dB) โดยใช้สูตร ผู้ฟังจะวัดระดับเสียงได้เท่าใดที่ความเข้มพอดีขีดเริ่มต้นนั้น
- ทุก +10 dB สอดคล้องความเข้ม ×10 ไม่ใช่สองเท่า ใช้สูตรคร่าว ๆ ว่าความเข้มที่เพิ่มสองเท่า (×2) เพิ่มกี่ dB
- 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
- ยินดีต้อนรับสู่ เดซิเบลเสียง
- เลือกผู้สังเกต
- กดเล่น
- ความดังแบบลอการิทึม
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ