มาตราส่วนเดซิเบล บีบช่วงความเข้มมหึมา

1 · ทำนาย

ความเข้มเสียงที่มนุษย์ได้ยินกว้างถึงล้านล้านเท่า จากกระซิบถึงเครื่องยนต์เจ็ท เหตุใดเราจึงวัดความดังเป็นเดซิเบลแทน W/m² โดยตรง

• เดซิเบลใช้สเกลลอการิทึม ระยะ dB เท่ากันจึงตรงกับการกระโดดคูณเท่ากันของความเข้ม
• เดซิเบลเป็น W/m² ที่สเกลเชิงเส้นใหม่เพื่อความสะดวก
• เดซิเบลวัดสิ่งที่ต่างจากความเข้มทางกายภาพ

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ sound-decibel แล้วกดรีเซ็ต แหล่งกำเนิดแผ่ 0.12 W ทุกทิศ
2. เปิดค่าแสดงความเข้มและระดับเสียงที่ผู้สังเกต
3. ตั้งระยะของผู้สังเกตจากแหล่งในแต่ละรอบแล้วบันทึกความเข้มและระดับเสียง

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตระดับเสียง β (แกน y) กับ log₁₀(ความเข้ม I เป็น W/m²) (แกน x) จากสามรอบการทดลอง เส้นตรงหรือไม่

4 · วิเคราะห์

1. 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
2. แม้รอบใกล้สุดกับไกลสุดของคุณต่างกันในความเข้ม 16 เท่า คอลัมน์ระดับเสียงเปลี่ยนเพียงราว 12 dB อธิบายว่าเหตุใด โดยใช้ลอการิทึมในสูตร

5 · ต่อยอด

1. ความเข้มอ้างอิง I₀ = 10⁻¹² W/m² นิยามให้เป็นโดยประมาณเสียงเบาที่สุดที่มนุษย์ได้ยิน (0 dB) โดยใช้สูตร ผู้ฟังจะวัดระดับเสียงได้เท่าใดที่ความเข้มพอดีขีดเริ่มต้นนั้น
2. ทุก +10 dB สอดคล้องความเข้ม ×10 ไม่ใช่สองเท่า ใช้สูตรคร่าว ๆ ว่าความเข้มที่เพิ่มสองเท่า (×2) เพิ่มกี่ dB

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง