Tong hop Chuong III Vat ly 12

VL12 Ôn tập chương III
SÓNG CƠ HỌC – ÂM HỌC
A SỰ LAN TRUYỀN SÓNG.
1.Sóng cơ học là gì?
Sóng cơ học là những dao động đàn hồi lan
truyền trong môi trường vật chất theo thời
gian.
2. Giải thích hiện tượng sóng. Giữa các
phần tử vật chất có những lực liên kểt đàn
hồi. Khi một phần tử A dao động , lực liên
kết kéo các phần tử kế bên dao động theo
(dao động cưỡng bức) nhưng chậm pha hơn
một chút. Lực này cũng kéo A về vị trí cũ.
Lực liên kết đóng vai trò như lực đàn hồi
trong con lắc lò xo.
Trong môi trường có sóng lan truyền, chỉ
có trạng thái dao động , tức là pha của dao
động truyền đi, còn bản thân các phần tử
dao động tại chỗ.
*Các loại sóng cơ học. Có hai loại sóng cơ
học:
a) Sóng ngang: Sóng có phương dao động
vuông góc với phương truyền sóng ( VD
sóng trên mặt nước). Sóng ngang truyền
được trong môi trường rắn và trên mặt chất
lỏng.
b) Sóng dọc: Sóng có phương dao động
trùng với phương truyền sóng (VD: sóng
âm).Sóng âm truyền được trong môi trường
rắn, lỏng và khí.
4. Các đại lượng đặc trưng của sóng.

a) Chu kỳ T: Chu kỳ T là chu kỳ dao động
chung của các phần tử vật chất có sóng
truyền qua và bằng chu kỳ dao động của
nguồn sóng.
b) Tần số f: Tần số f của sóng là tần số dao
động chung của các phần tử vật chất có
sóng truyền qua và bằng tần số dao động
của nguồn sóng.
Chu kỳ T và tần số f không phụ thuộc vào
môi trường truyền sóng nó luôn luôn bằng
chu kỳ và tần số
C. GIAO THOA SÁNG.
1. Định nghĩa.
a) Các nguồn kết hợp. Là các nguồn dao
động cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch
pha không thay đổi.
b) Các sóng kết hợp. Các sóng do các
nguồn kết hợp phát ra.
Sự giao thoa của sóng là sự tổng hợp của
hai hay nhiều sóng kết hợp trong không
gian.Trong đó có những chỗ cố định mà
biên độ sóng được tăng.
c) Hiện tượng dao thoa. cường hoặc giảm
bớt.
2. Công thức vị trí các điểm biên độ cực
đại, cực tiểu.
Tại hai nguồn A và B dao động giống nhau:
u = acos ωt.
Một điểm M cách A, B những khoảng d
1

, d
2
phương trình dao động tại M do các sóng
truyền từ A và B tới M lần lượt là :
- u
A
= A
1
cos ω(t-d
1
/v)
- u
B
= A
2
cos ω(t-d
2
/v)
Dao động tại M là dao động tổng hợp hai
dao động này, biên độ dao động phụ thuộc
độ lệch pha hai dao động thành phần:
a) Vị trí các điểm biên độ cực đại :
λ
kdd
=−
21
(k = 0,1,2…) thì Δφ = 2kπ
hai sóng cùng pha nên biên độ dao động
cực đại. Quỹ tích của chúng là họ các
đường hypebol có tiêu điểm là A và B, bao

gồm các đường trung trực của đoạn AB.
b) Vị trí các điểm biên độ cực tiểu hay
đứng yên.
2
).12(
21
λ
+=−
kdd
(k = 0,1,2…) thì
πϕ
)12(
+=∆
k
hai sóng ngược pha nhau
nên biên độ dao động cực tiểu hoặc bằng

Huỳnh Minh Cảnh Trang
1
ϕ
∆
=
ω
v
dd
1
.
21
−
VL12 Ôn tập chương III

không. Quỹ tích của chúng là họ các đường
hypebol có tiêu điểm là A và B.
Tại các điểm khác nhau thì biên độ sóng có
giá trị trung gian.
Lưu ý: Nếu hai dao động khác pha nhau thì
kết quả trên không còn đúng. Nếu hai dao
động ngược pha nhau thì kết quả ngược lại.
B. SÓNG DỪNG.
1. Định nghĩa: Khi một sóng tới và một
sóng phản xạ của nó truyền theo cùng một
phương thì chúng giao thoa với nhau. Kết
quả là trên phương truyền sóng có những
điểm cố định mà các phần tử vật chất tại đó
luôn luôn dao động với biên độ cực đại (gọi
là bụng) và những điểm cố định mà các
phần tử vật chất tại đó luôn luôn đứng yên,
không dao động (gọi là nút). Các dao động
này tạo thành một sóng không truyền trong
không gian gọi là Sóng Dừng. (Hai sóng
thành phần vẫn truyền theo hai chiều ngược
nhau).
Vậy: Sóng dừng là sóng có các nút và các
bụng cố định trong không gian.
Hai nút hoặc hai bụng liên tiếp nhau cách
nhau một đoạn λ/2.
2. Điều kiện để có sóng dừng.
a) Nếu hai đầu là hai nút hoặc hai bụng: l là
chiều dài của sợi dây, ta có:
2
λ

kl
=
, ( k
)
+
∈
Z
.
b) Nếu một đầu là nút và một đầu bụng thì
2
).2/1(
λ
+=
kl
( k
)N
∈
Chú ý: Đầu giới hạn cố định của sợi dây là
một nút, nguồn sóng được xem là một nút.
Đầu giới hạn tự do là một bụng.
3. Ứng dụng: Hiện tượng sóng dừng cho
phép ta đo bước sóng
λ
một cách chính
xác. Tần số của sóng cũng được xác định
một cách đơn giản. Do đó, hiện tượng sóng
dừng cho ta một ohương pháp đơn giản xác
định vận tốc truyền sóng bằng cách đo λ và
f.
f

v
λ
=
C. SÓNG ÂM.
1. Sóng âm là gì?
- Nguồn âm: Vật dao động phát ra âm.
- Dao động âm: Nhứng dao động có tần số :
16Hz
Hzf 000.20
≤≤
.
- Sóng đàn hồi có tần số
Hzf 16
<
gọi là hạ
âm. Sóng đàn hồi có tần số
Hzf 000.20
>
gọi là Siêu âm.
- Về bản chất vật lý, sóng âm, sóng hạ âm,
sóng siêu âm không có gì khác nhau, và
cũng không khác sóng cơ học khác. Sự
phân biệt như trên là dựa trên khả năng cảm
thụ các sóng cơ học của tai người, do các
đặc tính sinh lý của tai người quyết định.
Vì vậy người ta phân biệt đặc tính vật lý và
đặc tính sinh lý của âm.
2. Sự truyền âm, vận tốc truyền âm.
- Sóng âm truyền được trong môi trường
rắn, lỏng, khí, nhưng không truyền được

trong môi trường chân không.
- Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn
hồi, mật dộ của môi trường và nhiệt độ.
Nói chung vận tốc truyền âm trongmôi
trường rắn lớn hơn trong môi trường lỏng
và lớn hơn trong môi trường khí.
- Những vật liệu như bông, nhung, xốp…
truyền âm kém vì tính đàn hồi của chúng
kém. Chúng được dùng để làm vật liệu
cách âm.
3. Những hiện tượng đặc trưng của âm.
a) Nhạc âm và tạp âm.
- Nhạc âm: Những âm có tần số xác định,
cúng gây ra cảm giác êm ái, dễ chịu.
- Tạp âm (hay tiếng ồn): Những âm không
có tần số xác định.
b) Độ cao của âm. Độ cao của âm là một
đặc tính sinh lý của âm, nó phụ thuộc vào
đặc tính vật lý của âm là tần số. Tần số

Huỳnh Minh Cảnh Trang
2
VL12 Ôn tập chương III
càng lớn thì âm càng cao, tần số càng nhỏ
thì âm càng trầm.
c) Âm sắc: Âm sắc là một đặc tính sinh lý
của âm, nó phụ thuộc vào đặc tính vật lý
của âm là tần số và biên độ.
Sóng âm do các nhạc cụ phát ra là tổng hợp
của nhiều sóng âm phát ra cùng một lúc.

Các sóng âm này có tần số f, 2f, 3f…và có
các biên độ A
1
,A
2
,A
3
,…rất khác nhau. Âm
có tần số f là âm cơ bản, âm có tần số 2f,
3f,…gọi là âm thứ hai, thứ ba….
Dao động tổng hợp là dao động tuần hoàn
có tần số f nhưng không điều hoà. Đường
biểu diễn không phải là đường hình sin mà
là một đường tuần hoàn có hình dạng phức
tạp. Tuỳ theo cấu trúc của các nhạc cụ mà
trong các hoạ âm có cái biên độ lớn, có cái
biên độ nhỏ nên âm của các nhạc cụ có
đường biểu diễn khác nhau. Mỗi dạng
đường biểu diễn ứng với một âm sắc nhất
định.
4. Cường độ âm, mức cường độ âm.
a) Cường độ âm: Cường độ âm là năng
lượng được sóng âm truyền trong một đơn
vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt
vuông góc với phương truyền âm. Đơn vị
cường độ âm là W/m
2
.
b) Mức cường độ âm: Mức cường độ âm là
lôga thập phân của tỉ số I/I

0
. Trong đó, I
0
là
cường độ âm được chọn làm chuẩn.
Đơn vị mức cường độ âm là Ben (ký hiệu
B). Khi cường độ âm I lớn hơn cường độ
âm chuẩn 10, 10
2
, 10
3
….lần thì mức cường
độ âm bằng 1,2,3…Ben.
Khi L=1dB, thì I=1,26I
0
. Đó là mức cường
độ âm nhỏ nhất mà tai ta có thể phân biệt
được.
5. Độ to của âm.
a) Ngưỡng nghe. Là cường độ âm nhỏ nhất
còn gây được cảm giác nghe.
Ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm. Tần
số càng lớn ngưỡng nghe càng nhỏ. Do đó,
độ to của âm không trùng với cường độ âm.
Tai người thính nhất là âm có tần số trong
miền 1000 – 5000 Hz và nghe âm cao thính
hơn âm trầm.
b) Ngưỡng đau. Nếu cường độ âm lớn lên
tới 10W/m
2

, đối với mọi tần số, sóng âm
gây ra cảm giác nhứt nhối, đau đớn trong
tai, giá trị cực đại đó của cường độ âm gọi
là ngưỡng đau.
Miền nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng
đau gọi là miền nghe được.
6. Hộp cộng hưởng. Dây đàn đóng vai trò
vật phát dao động âm. Tần số dao động phụ
thuộc vào độ dài , tiết diện, sức căng và
chất liệu của dây đàn. Dây đàn có tiết diện
nhỏ nên không gây ra được sóng âm đáng
kể. Khi dây đàn dao động nó làm cho mặt
đàn dao động cùng tần số mặt đàn có tiết
diện lớn nên tạo được sóng âm.
Bầu đàn đóng vai trò hộp cộng hưởng.Tức
là một hộp rỗng có khả năng cộng hưởng
với nhiều tần số khác nhau và tăng cường
những hoạ âm có tần số đó.Tuỳ theo hình
dạng chất liệu của bầu đàn mà mỗi loại đàn
có khả năng tăng cường một số hoạ âm nào
đó và tạo ra âm sắc đặc trưng của loại đàn
đó.
Ở người thì thanh quản, khoang miệng,
khoang mũi đóng vai trò hộp cộng
hưởng.Còn ở ống sáo, kèn thì thân sáo,
thân kèn đóng vai trò hộp cộng hưởng.

Huỳnh Minh Cảnh Trang
3
S

PE
I
==
S.t
0
lg
I
I
L
=