波与声音
声强随距离衰减
声强按 1/r² 衰减——移动观察者观察 I 与 L。
声强随距离衰减——交互式波与声音模拟。声强按 1/r² 衰减——移动观察者观察 I 与 L。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
平方反比声强
点声源在三维空间中，声强随 1/r² 衰减。
功率分布在面积为 4πr² 的球面上，因此 I = P/(4πr²)。距离加倍，声强减为四分之一。
- 强度 I = P/(4πr²)
- 强度 I ∝ 1/r²
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
扬声器向各个方向均匀地辐射声音。如果听者移动两倍的距离，声音强度会下降多少？
预测权重
- 强度下降到 1/2——它随着距离线性下降。
- 强度下降到 1/4——它随着距离的平方而下降。
- 无论距离如何，强度都保持不变。
可变角色
您设置的内容：
- 距离r (m)
您测量的内容：
- 强度一 (µW/m²)
调查如何进行
- 打开「声强和平方反比定律（sound-intensity）」预设并按重置。源向所有方向辐射 0.05 W（球形传播）。
- 在观察者处启用强度读数。
- 设置每次试验观察者与源的距离并记录强度。
控制方程
声强平方反比定律 — I = P/(4πr²)
向各个方向均匀辐射的功率分布在面积为 4πr² 的球体上。因此，强度（每单位面积的功率）随着距源的距离而下降为 1/r²。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，使用 P = 0.05 W 计算 I = P/(4πr²)，以 µW/m² 表示您的答案 (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²)。与表比较。
- 使用球体表面积 4πr² 解释为什么向外传播的声功率会使强度下降为 1/r² 而不是 1/r。
这在实验室之外的地方表现出来
- 距离加倍会使强度增加四分之一，但每次距离加倍时响度（以分贝为单位）似乎只会下降固定的量。看看 sound-decibel 实验——什么样的函数可以将 ×4 的强度比变成固定的 dB 差异？
- 该实验假设光源向各个方向均匀辐射。相反，扩音器将声音集中到一个狭窄的锥体中。对于相同距离的聚焦光源，您预计强度 1/r² 定律会如何变化？
- 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
- 欢迎学习「声强随距离衰减」
- 选中观察者
- 按播放
- 距离越远越弱
- 打开检查器
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。