شدت و تراز شدت صوت؛
کمیت خطی را از مقیاس لگاریتمی جدا کن

روش اجرای کاربرگ

توان و مساحت انتشار را جدا بنویس و در سؤال‌های دسی‌بل ابتدا نسبت شدت‌ها را بساز. مرور مفهومی در راهنمای شدت صوت آمده است.

سؤال 1: تعریف شدت

پرسش: اگر توان P به‌طور یکنواخت از سطح A عبور کند، شدت چیست؟

پاسخ: شدت توان عبوری از واحد سطح است: I=P/A و یکای آن وات بر متر مربع است.

سؤال 2: انتشار کروی

پرسش: برای چشمهٔ نقطه‌ای با انتشار یکنواخت، شدت در فاصله r چگونه نوشته می‌شود؟

پاسخ: سطح کره ۴πr² است؛ پس I=P/(4πr²).

سؤال 3: دو برابر فاصله

پرسش: اگر فاصله از چشمه دو برابر شود، شدت چه تغییری می‌کند؟

پاسخ: طبق قانون عکس مجذور، شدت به یک‌چهارم می‌رسد.

سؤال 4: سه برابر فاصله

پرسش: شدت در فاصله ۶m نسبت به فاصله ۲m چقدر است؟

پاسخ: فاصله سه برابر شده، پس شدت ۱/۹ مقدار نخست است.

سؤال 5: توان و فاصله

پرسش: توان چشمه چهار برابر و فاصله دو برابر شود، شدت چه تغییری می‌کند؟

پاسخ: اثر توان ×۴ و اثر فاصله ÷۴ است؛ بنابراین شدت ثابت می‌ماند.

سؤال 6: تراز شدت

پرسش: رابطهٔ تراز شدت صوت را بنویس.

پاسخ: β=10log(I/I₀) بر حسب دسی‌بل؛ I₀ شدت مرجع داده‌شده یا قراردادی مسئله است.

سؤال 7: ده برابر شدت

پرسش: ده برابرشدن شدت چه تغییری در تراز ایجاد می‌کند؟

پاسخ: Δβ=10log10=۱۰ دسی‌بل افزایش.

سؤال 8: صد برابر شدت

پرسش: صد برابرشدن شدت چه تغییری در تراز ایجاد می‌کند؟

پاسخ: Δβ=10log100=۲۰ دسی‌بل افزایش.

سؤال 9: دو منبع یکسان

پرسش: دو منبع مستقل یکسان در یک نقطه هرکدام شدت I می‌سازند. شدت کل چیست؟

پاسخ: شدت‌ها جمع می‌شوند و شدت کل ۲I است؛ ترازها را نباید مستقیماً جمع کرد.

سؤال 10: شدت و دامنه

پرسش: اگر دامنهٔ فشار موج صوتی دو برابر شود، شدت چگونه تغییر می‌کند؟

پاسخ: در شرایط یکسان شدت با مربع دامنه متناسب است؛ بنابراین چهار برابر می‌شود.

خودتصحیح

ترازها را مانند شدت جمع نکن و اثر فاصله را با مربع آن بسنج. برای تغییر بسامد شنیده‌شده به نمونه سؤال دوپلر برو.