Ses Şiddeti ve Ters Kare Yasası
1 · Tahmin Et
Hoparlör sesi her yöne eşit şekilde yayar. Dinleyici iki kat uzaklaşırsa sesin şiddeti ne kadar düşer?
- Yoğunluk 1/2'ye düşer; mesafeyle doğrusal olarak düşer.
- Yoğunluk 1/4'e düşer; mesafenin karesiyle birlikte düşer.
- Yoğunluk mesafeye bakılmaksızın aynı kalır.
2 · Kurulum
- Ses yoğunluğu ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Kaynak her yöne 0,05 W ışık yayar (küresel yayılma).
- Gözlemcide yoğunluk okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için gözlemcinin kaynaktan uzaklığını ayarlayın ve yoğunluğu kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Mesafe r (m) | Yoğunluk I (µW/m²) |
|---|---|
| 2.00 | |
| 4.00 | |
| 8.00 |
Üç denemeniz için yoğunluk I'i (y ekseni) 1/r²'ye (x ekseni) karşı çizin. Çizgi orijinden düz mü geçiyor?
4 · Analiz et
- Bir deneme için, P = 0.05 W kullanarak I = P/(4πr²)'yi hesaplayın ve cevabınızı µW/m² cinsinden ifade edin (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Tabloyla karşılaştırın.
- 4πr²'lik bir kürenin yüzey alanını kullanarak, dışarı doğru yayılan ses gücünün yoğunluğunun neden 1/r yerine 1/r² kadar düşmesine neden olduğunu açıklayın.
5 · Uzat
- Mesafenin iki katına çıkması yoğunluğu dörde bölüyor, ancak ses yüksekliği (desibel cinsinden) mesafe her iki katına çıktığında yalnızca sabit bir miktarda düşüyor gibi görünüyor. Ses desibel deneyine bakın; ne tür bir işlev ×4 yoğunluk oranını sabit bir dB farkına dönüştürür?
- Bu deneyde kaynağın her yöne eşit şekilde yayıldığı varsayılmaktadır. Bir megafon bunun yerine sesi dar bir koniye odaklar. Aynı mesafede odaklanmış bir kaynak için yoğunluk 1/r² yasasının nasıl değişmesini beklersiniz?
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
Ses Şiddeti için Ters Kare Yasası
Her yöne eşit olarak yayılan güç, alanı 4πr² olan bir küreye yayılır. Yoğunluk (birim alan başına güç) bu nedenle kaynaktan uzaklaştıkça 1/r² olarak düşer.