Інтенсивність звуку та закон оберненого квадрата

1 · Прогноз

Гучномовець випромінює звук рівно в усі боки. Якщо слухач відійде вдвічі далі, наскільки впаде інтенсивність звуку?

• Інтенсивність падає до 1/2 — вона спадає лінійно з відстанню.
• Інтенсивність падає до 1/4 — вона спадає з квадратом відстані.
• Інтенсивність та сама незалежно від відстані.

2 · Установка

1. Відкрийте пресет інтенсивності звуку та натисніть «Скинути». Джерело випромінює 0.05 W в усі боки (сферичне розходження).
2. Увімкніть показ інтенсивності в спостерігача.
3. Задайте відстань спостерігача від джерела для кожного заміру та запишіть інтенсивність.

3 · Збір даних

Побудуйте графік інтенсивності I (вісь y) проти 1/r² (вісь x) для трьох замірів. Чи пряма лінія через початок?

4 · Аналіз

1. Для одного заміру обчисліть I = P/(4πr²) з P = 0.05 W, виразивши відповідь у µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Порівняйте з таблицею.
2. Поясніть, використовуючи площу поверхні сфери 4πr², чому потужність звуку, що розходиться назовні, робить спадання інтенсивності як 1/r², а не 1/r.

5 · Поглиблення

1. Подвоєння відстані четвертує інтенсивність, але гучність (у децибелах), здається, падає лише на фіксовану величину кожного подвоєння. Подивіться експеримент із децибелами — яка функція перетворює відношення інтенсивності ×4 на фіксовану різницю dB?
2. Цей експеримент вважає, що джерело випромінює рівно в усі боки. Мегафон натомість фокусує звук у вузький конус. Як ви очікуєте, змінився б закон 1/r² для сфокусованого джерела на тій самій відстані?

Фізика цього експерименту

← Назад до експерименту