Cường độ âm thanh và định luật nghịch đảo bình phương

1 · Dự đoán

Một loa phát ra âm thanh như nhau theo mọi hướng. Nếu người nghe đi xa gấp đôi thì cường độ âm giảm đi bao nhiêu?

2 · Thiết lập

  1. Mở cài đặt trước sound-intensity và nhấn Reset. Nguồn phát ra 0.05 W theo mọi hướng (lan rộng hình cầu).
  2. Kích hoạt tính năng đọc cường độ ở người quan sát.
  3. Đặt khoảng cách của người quan sát với nguồn cho mỗi lần thử và ghi lại cường độ.

3 · Thu thập dữ liệu

Khoảng cách r (m)Cường độ I (µW/m²)
2.00
4.00
8.00

Vẽ biểu đồ cường độ I (trục y) theo 1/r² (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đường thẳng có đi qua gốc tọa độ không?

4 · Phân tích

  1. Đối với một lần thử, hãy tính I = P/(4πr²) bằng P = 0.05 W, thể hiện câu trả lời của bạn trong µW/m² ( 1 µW/m² = 10 ⁻⁶ W/m²). So sánh với bảng.
  2. Giải thích, bằng cách sử dụng diện tích bề mặt của một quả cầu 4πr², tại sao công suất âm thanh lan ra bên ngoài làm cho cường độ giảm xuống 1/r² thay vì 1/r.

5 · Gia hạn

  1. Khoảng cách tăng gấp đôi thì cường độ giảm còn một phần tư, nhưng...
  2. Thay vào đó, một chiếc loa kèn sẽ tập trung âm thanh vào một hình nón hẹp.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

Định luật nghịch đảo bình phương cho cường độ âm thanh

Công suất tỏa ra đều theo mọi hướng trải trên mặt cầu diện tích 4πr². Cường độ — công suất trên một đơn vị diện tích — do đó giảm theo tỉ lệ 1/r² theo khoảng cách đến nguồn.

← Quay lại thử nghiệm

Sóng & Âm thanh

138 Phiếu Bài Tập Thí Nghiệm Vật Lý Miễn Phí Có Thể In