Акустика и оптика
№1. Каким будет изменение уровня громкости, если звуковой сигнал частотой 200 Гц проходит через поглощающую среду
№1. Каким будет изменение уровня громкости, если звуковой сигнал частотой 200 Гц проходит через поглощающую среду и его интенсивность уменьшается с 10-4 Вт/м2 до 10-8 Вт/м2?
№2. Каков коэффициент диффузии метиленового синего через бислойную липидную мембрану толщиной 10 нм, если плотность потока этого вещества постоянна и составляет 3×10-4 (моль×см)/(c×л), а концентрация с одной стороны мембраны равна 10-2 моль/л, а с другой 2×10-3 моль/л?
№3. Какой будет отклонение луча света при его пересечении перпендикулярно к стеклянной поверхности?
№2. Каков коэффициент диффузии метиленового синего через бислойную липидную мембрану толщиной 10 нм, если плотность потока этого вещества постоянна и составляет 3×10-4 (моль×см)/(c×л), а концентрация с одной стороны мембраны равна 10-2 моль/л, а с другой 2×10-3 моль/л?
№3. Какой будет отклонение луча света при его пересечении перпендикулярно к стеклянной поверхности?
14.11.2023 22:24
Написать свой ответ:
№1. Изменение уровня громкости в поглощающей среде
Разъяснение: Интенсивность звуковой волны связана с уровнем громкости. Уровень громкости измеряется в децибелах (дБ) и определяется по формуле:
L = 10 * log(I/I₀),
где L - уровень громкости, I - интенсивность звуковой волны наблюдаемая, I₀ - интенсивность порогового звука (обычно 10^(-12) Вт/м²).
Для решения задачи, мы можем использовать выражение:
L₂ = 10 * log(I₂/I₀) - 10 * log(I₁/I₀),
где L₂ - уровень громкости после прохождения через поглощающую среду, I₁ - начальная интенсивность, I₂ - измененная интенсивность.
Подставляя значения, получаем:
L₂ = 10 * log((10^(-8))/(10^(-12))) - 10 * log((10^(-4))/(10^(-12))),
L₂ = 10 * log(10^4) - 10 * log(10^8),
L₂ = 10 * 4 - 10 * 8,
L₂ = 40 - 80,
L₂ = -40 дБ.
Поэтому, изменение уровня громкости будет составлять -40 дБ.
Доп. материал: Найдите изменение уровня громкости, если интенсивность звука изменяется с 10^(-3) Вт/м² до 10^(-6) Вт/м².
Совет: Для лучшего понимания данного материала рекомендуется повторить определение интенсивности звука и формулу для уровня громкости.
Дополнительное упражнение: Каково изменение уровня громкости, если интенсивность звука увеличивается с 10^(-5) Вт/м² до 10^(-2) Вт/м²?
Инструкция: Чтобы решить задачу №1, нам нужно использовать формулу для изменения амплитуды звука в поглощающей среде. Изначально у нас была интенсивность звука равная 10^(-4) Вт/м^2, и она уменьшилась до 10^(-8) Вт/м^2.
Формула для изменения амплитуды звука: I2/I1 = (A2/A1)^2
Где I1 и I2 - это исходная и конечная интенсивности звука, A1 и A2 - соответствующие амплитуды звука.
Мы знаем, что частота звукового сигнала равна 200 Гц. Частота не меняется при прохождении через поглощающую среду, поэтому она остается неизменной.
Теперь расставим известные значения в формулу:
(10^(-8) Вт/м^2) / (10^(-4) Вт/м^2) = (A2/A1)^2
находим A2/A1:
sqrt((10^(-8) Вт/м^2) / (10^(-4) Вт/м^2)) = (A2/A1)
A2/A1 = 10^(-2)
Следовательно, изменение уровня громкости составит 10^(-2) раз.
Например: Уровень громкости звукового сигнала с частотой 200 Гц, интенсивность которого уменьшилась с 10^(-4) Вт/м^2 до 10^(-8) Вт/м^2, уменьшится в 100 раз.
Совет: Для лучшего понимания физики звука рекомендуется ознакомиться с основными понятиями, такими как частота, амплитуда и интенсивность звука. Также полезно изучить, как изменяется звук при прохождении через различные среды.
Закрепляющее упражнение: Звуковой сигнал проходит через поглощающую среду, где его интенсивность уменьшается в 1000 раз. Если изначальная интенсивность звука составляет 5 Вт/м^2, какой будет конечная интенсивность звука?