Âm hay sóng âm là những sóng cơ lan truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí (không truyền được trong chân không). Sóng âm truyền trong môi trường chất khí, chất lỏng là sóng dọc, trong môi trường chất rắn thường là sóng ngang.
2/ Nguồn âm, tần số âm, vận tốc truyền âm
- Nguồn âm là những nguồn dao động phát ra sóng âm.
- Tần số âm là tần số của nguồn âm
- Vận tốc truyền âm: vận tốc lan truyền dao động, năng lượng âm. Trong các bài toán đơn giản ta coi quá trình truyền âm tương đương với chuyển động thẳng đều. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào môi trường truyền v$_{rắn}$ > v$_{lỏng}$ > v$_{khí }$
Vận tốc truyền âm được tính theo công thức
\[v=\dfrac{s}{t}\]
Trong đó:- v: vận tốc truyền âm (m/s)
- s: quãng đường âm truyền đi được (m)
- t: thời gian truyền (s)
- Nhạc âm: là những sóng âm có tần số xác định (do nhạc cụ, tiếng nói, tiếng hát của người phát ra). Sóng âm mà tai con người có thể nghe được gọi là âm thanh có tần số nằm trong khoảng từ 16Hz đến 20kHz gọi là ngưỡng nghe của người.
- Tạp âm (tiếng ồn): là những sóng âm có tần số không xác định.
Hình ảnh quay chậm lại quá trình nghệ sĩ đang kéo vilông làm cho sợi dây đàn rung lên, dao động từ dây đàn sẽ tạo ra âm thanh, âm thanh này lan truyền trong không khí với tốc độ khoảng 330m/s đến tai người. Trong tai có một màng mỏng (màng nhĩ) cũng rung lên theo lớp không khí trong tai với cùng tần số mà nhạc cụ phát ra từ đó mà ta có thể nghe được.
4/ Thang sóng âm:
Ngưỡng nghe của người nằm trong vùng từ 16Hz đến 20.000Hz bạn có thể nghe thử qua đoạn video dưới đây.
- f < 16Hz: được gọi là vùng hạ âm.
- f > 20kHz: được gọi là vùng siêu âm.
Cá heo có thể phát ra sóng siêu âm và chúng có thể giao tiếp với nhau ở khoảng cách lên đến vài trăm m đến vài km.
Để xác định độ sâu của biển các tàu đo đạc phát sóng siêu âm, căn cứ vào thời gian phản xạ lại của sóng siêu âm và tốc độ truyền sóng siêu âm có thể tính được khoảng cách từ vị trí của tàu đến vật cản.
5/ Các đặc trưng vật lý của âm
a/ Tần số âm (f): là tần số dao động của nguồn âm, âm trầm (bass) có tần số nhỏ, âm cao (treble) có tần số lớn.
b/ Cường độ âm (I): tại một điểm được xác định bằng năng lượng của sóng âm truyền vuông góc qua một diện tích trong một đơn vị thời gian.
\[I=\dfrac{W}{s.t}=\dfrac{P}{4\pi d}\]
Mức cường độ âm L:
\[L=lg\dfrac{I}{I_{o}} (B)=10lg\dfrac{I}{I_{o}}(dB)\]
Trong đó- I: Mức cường độ âm (W/m2)
- W: năng lượng của sóng âm (J)
- t: thời gian truyền âm (s)
- S: diện tích (m2)
- P: công suất của nguồn âm (W)
- d: khoảng cách từ điểm cần tính đến nguồn âm (m)
- Io = 10$^{ - 12}$ (W/m2 ): cường độ âm chuẩn
- L: mức cường độ âm (B đọc là ben)
- 1B = 10dB (dB: đề xi ben)
- Âm thanh trong thành phố thường là 70dB.
- Một ban nhạc rock có âm thanh trung bình 110dB.
- Phản lực cơ cất cánh, tiếng còi xe cứu hỏa có cường độ tới trên 140dB.
- Hơi thở có cường độ là 10dB trong khi đó tiếng lá thu sào sạc rơi là 20dB.
- Trong nhà, tiếng động bình thường là 40dB, nhưng khi hút bụi âm thanh lên tới 75dB
- Âm thanh từ 160 → 170dB gây điếc hoàn toàn, dù chỉ một lần nghe.
Âm thanh phát ra trong không khí được thu lại và chuyển thành dao động của các cần rung hoặc dao động điện có cùng tần số
Cấu tạo cơ bản của một chiếc loa biến đao dộng cơ thành dao động điện
Hình ảnh máy kiểm tra nói dối ghi lại đồ thị âm thanh dao động của nhịp đập trái tim.
Đồ thị dao động âm của một nốt nhạc do dây đàn violon phát ra.
Khái niệm: Âm cơ bản và họa âm
Khi một sợi dây đàn ghi ta rung thì nó phát ra âm do trên dây có xảy ra hiện tượng sóng dừng. Nếu dây rung với một bó sóng thì dây phát ra âm có tần số fo thấp nhất gọi là âm cơ bản (còn gọi là họa âm thứ 1).
Khảo sát thực nghiệm cho thấy dây này còn phát ra các âm có tần số 2fo, 3fo, 4fo .... gọi là họa âm thứ 2, họa âm thứ 3, họa âm thứ 4, ... Các họa âm có biên độ khác nhau khiến đồ thị dao động âm của các nhạc cụ khi phát ra cùng một nốt nhạc cũng khác nhau. Sự khác nhau này phân biệt được bởi âm sắc của chúng.
6/ Các đặc trưng sinh lý của âm
a/ Độ cao của âm: gắn liền với tần số âm. Âm trầm có tần số nhỏ, âm cao có tần số lớn.
b/ Độ to của âm: gắn liền với mức cường độ âm (tức là cũng phụ thuộc vào cường độ âm).
c/ Âm sắc: có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm hoặc phổ của âm. Âm sắc giúp ta phân biệt được âm từ nguồn nào phát ra.
Ví dụ cùng một bản nhạc nhưng khi nghe ta có thể xác định được bản nhạc đó được chơi bằng nhạc cụ các loại nhạc cụ khác nhau ghitar, violông, piano ... vì âm sắc của các nhạc cụ này rất khác nhau.
Đồ thị dao động của âm có tần số thấp (âm trầm) và tần số âm cao
Vitas (Hoàng tử mang giọng ca cá heo) người đàn ông có có giọng cao nhất thế giới (tần số âm cực cao)
Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết,, bài tập vật lý lớp 12 chương sóng cơ, sóng âm
nguồn vật lý phổ thông ôn thi quốc gia
Âm thanh xung quanh chúng ta hằng ngày, sóng âm, nguồn âm hay tần số của âm phát ra cũng khá quen thuộc và gắn bó với đời sống con người. Tuy nhiên, họa âm là gì, đây là một khái niệm tương đối mới. Vậy hãy cùng Lagilaai.com tìm hiểu thêm thông tin về họa âm này nhé.
Trước tiên, tất cả chúng ta hãy cùng nhau nhắc lại những khái niệm cơ bản về sóng âm :
Sóng âm là gì?
Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
Tần số của sóng âm cũng là tần số âm .
Nguồn âm là gì?
Một vật giao động phát ra âm là một nguồn âm .Tần số của âm phát ra bằng tần số giao động của nguồn âm .
Âm nghe được, hạ âm, siêu âm?
Những âm có tính năng làm cho màng nhĩ trong tai ta giao động và gây ra cảm xúc âm gọi là âm nghe được. Thường thì âm thanh con người hoàn toàn có thể nghe được nằm ở tần số trong khoảng chừng từ 16 Hz đến 20 000 Hz .– Âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz, thì tai người không nghe được và gọi là hạ âm .– Những âm thanh có tần số lớn hơn 20 000 Hz thì gọi là siêu âm .
Vậy sự truyền âm có những đặc điểm ra sao?
a ) Môi trường truyền âm :Âm thanh chỉ truyền được qua những thiên nhiên và môi trường chất rắn, lỏng, khí. Đối với thiên nhiên và môi trường chân không thì không hề truyền âm và một số ít chất xốp … cũng vậy. Chính do đó mà những loại xốp, bông, len … thường được sử dụng làm vật cách âm khá phổ cập mà tất cả chúng ta hay biết đến .b ) Tốc độ truyền âmSóng âm truyền trong mỗi môi trường tự nhiên với một vận tốc trọn vẹn xác lập và tương đối khác nhau .
Những nghiên cứu về các âm thanh phát ra từ nhạc cụ hoặc giọng hát, tiếng động vật… cho thấy những âm này không phải là các đơn âm (pure tone) mà chúng là tổ hợp gồm âm chính và nhiều họa âm kết hợp vào nhau. Điều này chứng tỏ, tùy thuộc vào nguồn âm thanh mà các sóng thành phần của họa âm sẽ khác nhau. Vậy họa âm là gì?
Họa âm là gì?
Họa âm hay còn được gọi là bồi âm, hài âm là những âm có tần số cao hơn tần số cơ bản của một âm. Khi có một nhạc cụ phát ra âm có tần số f0 thì khi nào nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2 f0 ; 3 f0 ; 4 f0 … có cường độ khác nhau .Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất. Các âm có tần số 2 f0 ; 3 f0 ; 4 f0 … gọi là những họa âm thứ hai, thứ ba, thứ tư … Biên độ của những họa âm lớn, nhỏ không như nhau, tùy thuộc vào chính nhạc cụ đó. Tập hợp những họa âm tạo thành phổ của nhạc âm nói trên, chúng hòa vào nhau tạo ra những âm sắc đặc trưng cho từng loại nhạc cụ cũng như lời nói, tiếng hát của con người và tiếng kêu của động vật hoang dã .Phổ của cùng một âm do những nhạc cụ khác nhau phát ra thì trọn vẹn khác nhau .
( Tập hợp những họa âm tạo thành phổ của nhạc âm )
Các đặc trưng sinh lí của sóng âm thanh là gì ?
Khi sóng âm thanh tác động vào tai thì mỗi loại đặc trưng vật lý lại gây một cảm giác cho tai người một cảm giác riêng. Đây gọi là các đặc trưng sinh lý của âm.
Xem thêm: QUY ĐỊNH THANH TOÁN BÙ TRỪ CÔNG NỢ – ĐẠI LÝ THUẾ Q.P.T
Đặc trưng thứ nhất: Độ cao
Phụ thuộc vào tần số âmĐặc điểm :Tần số độ cao : âm cao ( âm bổng )Tần số thấp : âm thấp ( âm trầm )
Đặc trưng thứ 2: Độ to
Phụ thuộc mức cường độ âmĐặc điểm : Mức cường độ âm càng lớn thì âm nghe càng to
Đặc trưng thứ 3: Âm sắc
Phụ thuộc đồ thị xê dịch âmĐặc điểm : Giúp ta phân biệt được âm do những nguồn âm khác nhau phát ra
Xem thêm: Tài liệu về đồ dùng dạy học – Tài liệu text
5/5 – ( 3 votes )
Source: //blogchiase247.net
Category: Hỏi Đáp