Sóng âm Là Gì ? Công Thức, đặc Trưng Vật Lí Của Sóng âm Hay, Chi Tiết

Sóng âm là gì ? Công thức, đặc trưng vật lí của sóng âm (hay, chi tiết)

• Sổ tay toán lý hóa 12 chỉ từ 29k/cuốn

Trang trước Trang sau

Bài viết Lý thuyết: Sóng âm là gì ? Công thức, đặc trưng vật lí của sóng âm với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Lý thuyết: Sóng âm là gì ? Công thức, đặc trưng vật lí của sóng âm.

Lý thuyết: Sóng âm là gì ? Công thức, đặc trưng vật lí của sóng âm

• Trắc nghiệm Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm cực hay, có đáp án (phần 1)

Bài giảng: Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm - Cô Trần Thị Hạnh (Giáo viên VietJack)

I. Định nghĩa:

Quảng cáo

+ Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường rắn, lỏng và khí.

+ Nguồn âm là các vật dao động phát ra âm.

II. Phân loại sóng âm (Dựa vào tần số):

- Sóng âm nghe được: Là sóng âm có tần số trong khoảng từ 16Hz đến 20000Hz gây ra cảm giác thính giác.

- Sóng siêu âm: Là sóng âm mà có tần số lớn hơn 20000Hz không gây ra cảm giác thính giác ở người (tai người không nghe được nhưng chó, dơi, cá heo,.. vẫn có thể nghe được siêu âm).

- Sóng hạ âm: Là sóng âm mà có tần số nhỏ hơn 16Hz không gây ra cảm giác thính giác ở người (tai người không nghe được nhưng voi, chim bồ câu,.. vẫn có thể nghe được hạ âm).

- Nhạc âm và tạp âm: Nhạc âm là âm có tần số xác định (ví dụ: mỗi nốt nhạc Đồ, rê, mi, fa, son, la, si, đô là nhạc âm). Tạp âm là âm có tần số không xác định (tiếng trống, tiếng cồng chiêng, tiếng ồn ào ngoài phố…).

III. Sự truyền âm:

+ Âm chỉ truyền qua được các môi trường rắn, lỏng, khí, không truyền được trong chân không.

+ Trong cùng một môi trường, sóng âm có vận tốc xác định. Vận tốc sóng âm trong chất rắn là lớn nhất và trong chất khí là nhỏ nhất: vrắn > vlỏng > vkhí

+ Trong chất lỏng và chất khí sóng âm là sóng dọc còn trong chất rắn sóng âm gồm cả sóng ngang và sóng dọc.

IV. Các đặc trưng vật lý của sóng âm: Là các đặc trưng có tính khách quan định lượng, có thể đo đạc tính toán được. Bao gồm các đại lượng như: Chu kì, tần số, biên độ, năng lượng, cường độ, mức cường độ, đồ thị dao đọng âm…

1) Cường độ âm I (W/m2): Là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng (E) mà sóng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong 1 đơn vị thời gian: I = E/t.S = P/S .

Trong đó: P(W) là công suất phát âm của nguồn; S (m2) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S = 4πR2).

+ Cường độ âm tỉ lệ với bình phương biên độ âm: I ~ a2

+ Năng lượng âm khi sóng âm di chuyển quảng đường AB: ΔE = P.t = P.AB/v

+ Cường độ âm toàn phần: I = ΣIi = I1 + I2 + ... + In

+ Nếu âm truyền đẳng hướng và môi trường không hấp thụ và phản xạ âm thì có nghĩa là công suất âm không đổi khi truyền đi. Ta có: P = I.S = hằng số.

=> I1S1 = I2S2

=> I1R12 = I2R22

2) Mức cường độ âm: Đối với tai con người, giá trị tuyệt đối của cường độ âm I không quan trọng bằng giá trị tỉ đối của I so với một giá trị I0 nào đó chọn làm chuẩn. Người ta định nghĩa mức cường độ âm L là lôgarít thập phân của tỉ số I/Io .

L(B) = log I/Io hoặc L(dB) = 10. logI/Io (công thức thường dùng)

(Ở tần số âm f = 1000Hz thì Io = 10-12 W/m2 gọi là cường độ âm chuẩn)

Quảng cáo

* Đơn vị mức cường độ âm là Ben (ký hiệu: B).

- Như vậy mức cường độ âm bằng 1, 2, 3, 4 B... điều đó có nghĩa là cường độ âm I lớn gấp 10, 102, 103, 104... cường độ âm chuẩn Io.

- Trong thực tế người ta thường dùng đơn vị đêxiben (ký hiệu: dB), bằng 1/10 ben.

- Số đo L bằng đêxiben lớn gấp 10 số đo bằng ben: L(dB) = 10. logI/Io

- Khi L = 1dB, thì I lớn gấp 1,26 lần Io. Đó là mức cường độ âm nhỏ nhất mà tai ta có thể phân biệt được.

Chú ý: Để cảm nhận được âm thì cường độ âm âm I ≥ Io hay mức cường độ âm L ≥ 0.

Ta thường dùng dB hơn B (1B = 10dB)

3) Đồ thị dao động của âm: là tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm. Đồ thị không còn là đường sin điều hòa mà là một đường phước tạp và có chu kì.

- Âm cơ bản: Là âm có tần số nhỏ nhất do 1 nhạc cục phát ra.

- Khi cho một nhạc cụ phát ra âm có tần số f0 thì nhạc cụ đó cũng sẽ phát ra những âm có tần số f là bội của f0 được gọi là họa âm thứ k: fk = kfo

- Đồ thị dao động của những âm có cùng tần số và biên độ nhưng do các nhạc cụ khác nhau phát ra là khác nhau

Lưu ý:

Các họa âm của các nhạc cụ khác nhau có thể có tần số giống nhau nhưng biên độ khác nhau, và số họa âm khác nhau nên dù cùng một nốt nhạc giống nhau khi phát ra từ các nhạc cụ khác nhau thì đồ thị dao động âm sẽ khác nhau. Nhờ vậy ta phân biệt được âm này với âm kia.

4) Công thức suy luận tổng quát: Trong môi trường truyền âm, xét 2 trường hợp tổng quát:

Trường hợp 1: tại điểm A có khoảng cách tới nguồn âm có công suất P1 là R1 thì máy thu đo được mức cường độ âm là L1.

Trường hợp 2: tại điểm B có khoảng cách tới nguồn âm có công suất P2 là R2 máy thu đo được mức cường độ âm là L2.

Vì nên ta luôn có hệ thức sau:

(Ở đây L đo bằng đơn vị Ben – B)

+ Nếu nguồn âm không thay đổi trong cả hai trường hợp thì ta có:

V. Các đặc trưng sinh lý của âm: Là các đặc trưng có tính chủ quan định tính, do sự cảm nhận của thính giác người nghe. Bao gồm: Độ to, độ cao, âm sắc…

Bảng liên hệ giữa đặc trưng sinh lý và đặc trưng vật lý của sóng âm.

Quảng cáo

Đặc trưng sinh lý của âm	Đặc trưng vật lý của sóng âm
Độ cao - Gắn liền với tần số. - Âm cao (thanh – bổng) có tần số lớn - Âm thấp (trầm – lắng) có tần số nhỏ - Không phụ thuộc vào năng lượng âm. - Ở cùng một cường độ, âm cao dễ nghe hơn âm trầm	Tần số hoặc chu kì
Độ to - Gắn liền với mức cường độ âm. Phụ thuộc vào tần số âm. - Ngưỡng nghe là cường độ âm nhỏ nhất mà còn cảm nhận được. Ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm. - Ngưỡng đau là cường độ âm đủ lớn đem lại cảm giác đau nhức tai. => Miền nghe được có cường độ thuộc khoảng ngưỡng nghe và ngưỡng đau	Mức cường độ âm (biên độ, năng lượng, tần số âm)
Âm sắc - Là sắc thái của âm thanh, giúp ta phân biệt các âm phát ra bởi các nguồn khác nhau (cả khi chúng có hoặc không cùng độ cao, độ to). - Liên quan mật thiết tới đồ thị dao động âm và phụ thuộc vào tần số âm và biên độ âm.	Đồ thị âm (bao gồm: Biên độ, năng lượng, tần số âm và cấu tạo nguồn phát âm)

VI. Tần số âm phát ra ở một số nhạc cụ

1) Tần số do đàn phát ra (hai đầu dây cố định => hai đầu là nút sóng).

f = k. v/2L (k ∈ N*)

Ứng với k = 1 => âm phát ra âm cơ bản có tần số f1 = v/2L

k = 2, 3, 4 ... có các hoạ âm bậc 2 (tần số 2f1), bậc 3 (tần số 3f1) ...

Lưu ý: Mỗi sợi dây được kéo bằng một lực căng τ (N) và có mật độ dài μ (kg/m) thì có tốc độ truyền sóng trên dây là: v = √(τ/μ) , do vậy ta có thể thay đổi tần số dây đàn phát ra bàng cách thay đổi lực căng tác dụng lên dây đàn.

Quảng cáo

2) Tần số do ống sáo phát ra (một đầu bịt kín, một đầu để hở => một đầu là nút sóng, một đầu là bụng sóng).

Ứng với k = 0 => âm phát ra âm cơ bản có tần số f1 = v/4L

k = 1, 2, 3 ... có các hoạ âm bậc 3 (tần số 3f1), bậc 5 (tần số 5f1) ...

Như vậy một ống sáo một đầu kín, một đầu hở chỉ có thể phát ra các họa âm có số bậc lẻ. Độ dài của ống càng lớn thì âm phát ra có tần số càng nhỏ, âm phát ra cành trầm.

Bài giảng: Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm - Thầy Lê Xuân Vượng (Giáo viên VietJack)

Xem thêm các phần tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 12 ngắn gọn, chi tiết khác:

• Tổng hợp Lý thuyết Sóng cơ là gì, ngắn gọn, chi tiết, đầy đủ
• Tổng hợp Lý thuyết giao thoa sóng là gì, phương trình giao thoa sóng ngắn gọn, chi tiết
• Tổng hợp Lý thuyết sóng dừng là gì, ngắn gọn, chi tiết, đầy đủ

• Tài liệu cho giáo viên: Giáo án, powerpoint, đề thi giữa kì cuối kì, đánh giá năng lực, thi thử THPT, HSG, chuyên đề, bài tập cuối tuần..... độc quyền VietJack, giá hợp lí

Sách VietJack thi THPT quốc gia 2025 cho học sinh 2k7:

• Sổ tay toán lý hóa 12 (29k/ 1 cuốn)
• Tổng ôn tốt nghiệp 12 toán, sử, địa, kinh tế pháp luật.... (80k/1 cuốn)
• 30 đề Đánh giá năng lực đại học quốc gia Hà Nội, tp. Hồ Chí Minh 2025 (cho 2k7)

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, GÓI THI ONLINE DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 12

Bộ giáo án, đề thi, bài giảng powerpoint, khóa học dành cho các thầy cô và học sinh lớp 12, đẩy đủ các bộ sách cánh diều, kết nối tri thức, chân trời sáng tạo tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official

Giáo án, bài giảng powerpoint Văn, Toán, Lí, Hóa....

4.5 (243)

799,000đs

199,000 VNĐ

1000 Đề thi bản word THPT quốc gia cá trường 2023 Toán, Lí, Hóa....

4.5 (243)

799,000đ

199,000 VNĐ

Đề thi thử DGNL (bản word) các trường 2023

4.5 (243)

799,000đ

199,000 VNĐ

xem tất cả Trang trước Trang sau song-co-va-song-am.jsp Giải bài tập lớp 12 sách mới các môn học

• Giải Tiếng Anh 12 Global Success
• Giải sgk Tiếng Anh 12 Smart World
• Giải sgk Tiếng Anh 12 Friends Global
• Lớp 12 Kết nối tri thức
• Soạn văn 12 (hay nhất) - KNTT
• Soạn văn 12 (ngắn nhất) - KNTT
• Giải sgk Toán 12 - KNTT
• Giải sgk Vật Lí 12 - KNTT
• Giải sgk Hóa học 12 - KNTT
• Giải sgk Sinh học 12 - KNTT
• Giải sgk Lịch Sử 12 - KNTT
• Giải sgk Địa Lí 12 - KNTT
• Giải sgk Giáo dục KTPL 12 - KNTT
• Giải sgk Tin học 12 - KNTT
• Giải sgk Công nghệ 12 - KNTT
• Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 12 - KNTT
• Giải sgk Giáo dục quốc phòng 12 - KNTT
• Giải sgk Âm nhạc 12 - KNTT
• Giải sgk Mĩ thuật 12 - KNTT
• Lớp 12 Chân trời sáng tạo
• Soạn văn 12 (hay nhất) - CTST
• Soạn văn 12 (ngắn nhất) - CTST
• Giải sgk Toán 12 - CTST
• Giải sgk Vật Lí 12 - CTST
• Giải sgk Hóa học 12 - CTST
• Giải sgk Sinh học 12 - CTST
• Giải sgk Lịch Sử 12 - CTST
• Giải sgk Địa Lí 12 - CTST
• Giải sgk Giáo dục KTPL 12 - CTST
• Giải sgk Tin học 12 - CTST
• Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 12 - CTST
• Giải sgk Âm nhạc 12 - CTST
• Lớp 12 Cánh diều
• Soạn văn 12 Cánh diều (hay nhất)
• Soạn văn 12 Cánh diều (ngắn nhất)
• Giải sgk Toán 12 Cánh diều
• Giải sgk Vật Lí 12 - Cánh diều
• Giải sgk Hóa học 12 - Cánh diều
• Giải sgk Sinh học 12 - Cánh diều
• Giải sgk Lịch Sử 12 - Cánh diều
• Giải sgk Địa Lí 12 - Cánh diều
• Giải sgk Giáo dục KTPL 12 - Cánh diều
• Giải sgk Tin học 12 - Cánh diều
• Giải sgk Công nghệ 12 - Cánh diều
• Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 12 - Cánh diều
• Giải sgk Giáo dục quốc phòng 12 - Cánh diều
• Giải sgk Âm nhạc 12 - Cánh diều