คลื่นและเสียง
ความเข้มของเสียงเทียบกับระยะทาง
ความเข้มลดลงตาม 1/r² — เลื่อนผู้สังเกตและดู I และ L เปลี่ยนแปลง
ความเข้มของเสียงเทียบกับระยะทาง — การจำลองคลื่นและเสียงแบบโต้ตอบ ความเข้มลดลงตาม 1/r² — เลื่อนผู้สังเกตและดู I และ L เปลี่ยนแปลง ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
ความเข้มผกผันกำลังสอง
ความเข้มของเสียงลดลงตาม 1/r² จากแหล่งกำเนิดจุดในสามมิติ
กำลังกระจายไปทั่วพื้นที่ผิวทรงกลม 4πr² ดังนั้นความเข้ม I = P/(4πr²) การเพิ่มระยะทางเป็นสองเท่าจะทำให้ความเข้มลดลงเหลือหนึ่งในสี่
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
ลำโพงแผ่เสียงเท่ากันทุกทิศ ถ้าผู้ฟังถอยออกไปไกลสองเท่า ความเข้มเสียงลดลงเท่าใด
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- ความเข้มเหลือ 1/2 — ลดเชิงเส้นตามระยะ
- ความเข้มเหลือ 1/4 — ลดตามกำลังสองของระยะ
- ความเข้มคงเดิมไม่ว่าระยะใด
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะ r (m)
สิ่งที่คุณวัด:
- ความเข้ม I (µW/m²)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ sound-intensity แล้วกดรีเซ็ต แหล่งกำเนิดแผ่ 0.05 W ทุกทิศ (การกระจายทรงกลม)
- เปิดค่าแสดงความเข้มที่ผู้สังเกต
- ตั้งระยะของผู้สังเกตจากแหล่งในแต่ละรอบแล้วบันทึกความเข้ม
สมการควบคุม
กฎผกผันกำลังสองของความเข้มเสียง — I = P/(4πr²)
กำลังที่แผ่เท่ากันทุกทิศกระจายบนทรงกลมพื้นที่ 4πr² ความเข้ม — กำลังต่อหน่วยพื้นที่ — จึงลดตาม 1/r² กับระยะจากแหล่ง
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ I = P/(4πr²) โดยใช้ P = 0.05 W แล้วแสดงคำตอบเป็น µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²) เทียบกับตาราง
- ใช้พื้นที่ผิวทรงกลม 4πr² อธิบายว่าเหตุใดกำลังเสียงที่แผ่ออกจึงทำความเข้มลดตาม 1/r² ไม่ใช่ 1/r
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- เพิ่มระยะสองเท่าความเข้มเหลือหนึ่งในสี่ แต่ความดัง (เดซิเบล) ลดเพียงปริมาณคงที่ทุกครั้งที่ระยะเพิ่มสองเท่า ดูการทดลอง sound-decibel — ฟังก์ชันแบบใดเปลี่ยนอัตราส่วนความเข้ม ×4 เป็นผลต่าง dB คงที่
- การทดลองนี้สมมติแหล่งแผ่เท่ากันทุกทิศ แตรน้ำเย็นกลับรวมเสียงเป็นกรวยแคบ คาดว่ากฎ 1/r² จะเปลี่ยนไปอย่างไรสำหรับแหล่งรวมลำที่ระยะเดียวกัน
- 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 ความเข้มเสียง
- เลือกผู้สังเกต
- กดเล่น
- อ่อนลงตามระยะทาง
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ