Đặc trưng vật lí của âm

Đặc trưng vật lí của âm
Người đăng: Snowhite Snowflakes - Ngày: 07/07/2017

Dựa theo cấu trúc SGK Vật lí 12, tech12h xin giới thiệu với bạn đọc một loại sóng mới rất gần gũi với
cuộc sống hằng ngày của chúng ta, đó là sóng âm. Bài hôm nay, tech12h xin tóm tắt kiến thức trọng
tâm về Đặc trưng vật lí của âm. Hi vọng những nội dung kiến thức mà tech12h trình bày sau đây sẽ
giúp bạn đọc hiểu và vận dụng được.

A. Lý thuyết
I. Âm. Nguồn âm
Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí. Sóng âm là sóng ngang.
Tần số của sóng âm cũng là tần số âm.
Nguồn âm: Là một vật dao động phát ra âm.
Âm nghe được (hay còn gọi là âm thanh): Là âm có tác dụng làm cho màng nhĩ trong tai ta dao động, gây
ra cảm giác ấm. Tần số của sóng âm: Từ 16 Hz đến 20 000 Hz.
Hạ âm: là âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz (tai người không nghe được).
Siêu âm: là âm có tần số lớn hơn 20 000 Hz (tai người không nghe thấy được).
Vận tốc truyền âm: Vận tốc lan truyền các dao động cơ trong môi trường. Vận tốc truyền âm phụ thuộc
vào môi trường truyền âm: vrắn>vlỏng>vkhí.
Phân loại: Âm gồm có hai loại là nhạc âm (âm có tần số xác định) và tạp âm (âm không có tần số xác
định).


Chú ý: Trong một môi trường xác định, tốc độ truyền âm luôn không đổi. Âm không truyền được trong
chân không.

II. Các đặc trưng vật lí của âm
Tần số âm (f, Hz): là tần số dao động của nguồn âm, là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất
của âm, cho biết mức độ trầm bổng (độ cao) của âm.
Cường độ âm (I, W/m2): Cường độ âm tại một điểm là đại lượng do bằng lượng năng lượng mà sóng
âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời

gian.

I=WS.t=P4π.d
Mức cường độ âm (L, Ben (B)): L=lgII0(B)=10lgII0(dB).
Trong đó:


I: Cường độ âm tại điểm đang xét (W/m2).



W: Năng lượng sóng âm tại điểm đang xét (J).



t: Thời gian truyền âm (s).



S: Diện tích (m2).



P: Công suất của nguồn âm (W).



d: Khoảng cách từ điểm đang xét tới nguồn âm (m).



I0=10−12(W/m2): Cường độ âm chuẩn: là cường độ nhỏ nhất của âm mà tai người bình
thường còn nghe thấy được.



L: Mức cường độ âm (B).



Đổi đơn vị 1B = 10 dB.

Đồ thị dao động của âm
Khi một nhạc âm phát ra một âm có tần số f0 thì nó cũng đồng thời phát ra âm có tần số 2 f0; 3f0; ....


Âm cơ bản: Âm có tần số f0.



Họa âm: Các âm có tần số 2f0; 3f0; .... (gọi là các họa âm thứ 2, thứ 3,...).



Biên độ của cá họa âm lớn nhỏ không như nhau, phụ thuộc vào nguồn phát ra nhạc âm.


Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thị dao động âm. Đồ thị
dao động âm của các nhạc âm khi phát ra cùng một nốt nhạc cũng khác nhau và được phân biệt bởi âm
sắc.

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1: SGK Vật lí 12, trang 55:
Hạ âm và siêu âm có cùng bản chất không?
=> Xem hướng dẫn giải
Câu 2: SGK Vật lí 12, trang 55:
Sóng âm là gì?
=> Xem hướng dẫn giải
Câu 3: SGK Vật lí 12, trang 55:
Nhạc âm là gì?
=> Xem hướng dẫn giải
Câu 4: SGK Vật lí 12, trang 55:
Trong ba môi trường rắn, lỏng và khí, âm truyền nhanh nhất trong môi trường nào, chậm nhất trong môi
trường nào?
=> Xem hướng dẫn giải
Câu 5: SGK Vật lí 12, trang 55:
Cường độ âm được đo bằng gì?
=> Xem hướng dẫn giải
Câu 6: SGK Vật lí 12, trang 55:
Chọn câu đúng.
Siêu âm là âm
A. có tần số lớn.
B. có cường độ lớn.
C. có tần số trên 20 000 Hz.
D. truyền trong mọi môi trường nhanh hơn âm.


=> Xem hướng dẫn giải
Câu 7: SGK Vật lí 12, trang 55:
Chọn câu đúng.

Cường độ âm được đo bằng
A. oát trên mét vuông.
B. oát.
C. newton trên mét vuông.
D. newton trên mét.
=> Xem hướng dẫn giải
Câu 8: SGK Vật lí 12, trang 55:
Một lá thép dao động với chu kì T = 80 ms. Âm do nó phát ra có nghe được không?
=> Xem hướng dẫn giải
Câu 9: SGK Vật lí 12, trang 55:
Một siêu âm có tần số 1 MHz. Sử dụng bảng 10.1, hãy tính bước sóng của siêu âm này trong không khí
ở 0∘C và trong nước ở 15∘C.
=> Xem hướng dẫn giải
Câu 10: SGK Vật lí 12, trang 55:
Để đo tốc độ âm trong gang, nhà vật lí Pháp Bi-ô đã dùng một ống bằng gang dài 951,25 m. Một người
đập một nhát búa vào một đầu ống gang, một người ở đầu kia nghe thấy hai tiếng gõ, một truyền qua
gang, một truyền qua không khí trong ống gang; hai tiếng ấy cách nhau 2,5 s. Biết tốc độ truyền âm trong
không khí là 340 m/s, hãy tính tốc độ âm trong gang.
=> Xem hướng dẫn giải