Sóng âm

1. Sóng âm 

  • Những đặc trưng vật lí của âm
    • Tần số
    • Cường độ âm, mức cường độ âm
    • Đồ thị dao động
  • Những đặc trưng sinh lí của âm
    • Độ cao
      • Âm càng cao thì tần số càng lớn
      • Tai người chỉ có thể cảm nhận những âm có tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz.
      • Những âm có tần số lớn hơn 20 000 Hz gọi là siêu âm.
      • Những âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm.
    • Độ to
      • Cường độ âm được xác định là năng lượng được sóng truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.       \(I=\frac{W}{t.S}=\frac{P}{S}\ \ (W/m^2)\)
        • Trong đó P là công suất của nguồn sóng.
        • S là diện tích sóng truyền qua.
        • Chú ý: Tai người nghe có thể nghe được âm có cường độ âm nhỏ nhất \(I_0=10^{-12} \ \ W/m^2\)     

                                                                                                âm có cường độ lớn nhất bằng \(10\ \ W/m^2\)  

  • Mức cường độ âm 
    • Dùng để so sánh độ to của một âm với độ to của âm chuẩn, có đơn vị là Ben, kí hiệu là B. Ngoài ra còn có đơn vị đêxiben, kí hiệu dB.   \(L(B)=\lg\frac {I}{I_0},\ \ L(dB)=10\lg\frac{I}{I_0}\)
  • Một số công thức hệ quả có thể áp dụng khi tính toán về cường độ âm, mức cường độ âm
    •  Nếu nguồn có công suất không đổi thì 

                             \(\frac{I_1}{I_2}=\frac{r_2^2}{r_1^2},\)    \(L_1-L_2 = 10\log \frac{I_1}{I_2}= 20\log \frac{r_2}{r_1}\)

                            trong đó L(dB), I (W/m2)

  • Âm sắc
    • Là đặc tính của âm dùng để phân biệt các âm có cùng độ cao (có tần số như nhau). Âm sắc khác nhau khi đồ thị dao động của âm khác nhau.

2. Nguồn nhạc âm

  • Sợi dây có hai đầu cố định (dây đàn)
    • Âm cơ bản: có 1 bụng sóng.
    • Họa âm bậc 2: có 2 bụng sóng.
    • Họa âm bậc 3: có 3 bụng sóng.
      • Sợi dây đàn phát ra âm to nhất với hai giá trị của hai tần số ứng với hai họa âm liên tiếp là \(f_n; f_{n+1}\). Khi đó tần số âm nhỏ nhất khi dây đàn phát ra âm to nhất bằng \(f_{min}=f_{n+1}-f_{n}.(1)\)

Lưu ý: Hai nhạc cụ cùng phát ra cùng một âm cơ bản, nhưng có các họa âm khác nhau thì âm tổng hợp sẽ có cùng tần số (cùng độ cao), nhưng có dạng đồ thị khác nhau nên có âm sắc khác nhau.

  • Sợi dây có 1 đầu cố định, một đầu tự do (Ống sáo)
    • Ống sáo và các loại kèn khí như clarinet, xaxôphôn đều có bộ phận chính là một ống có một đầu kín, một đầu hở. Khi thổi sáo thì không khí trong ống sẽ dao động. Dao động này truyền đi dọc theo ống sáo tạo thành sóng âm. Sóng âm bị phản xạ ở hai đầu ống tạo thành sóng dừng nếu chiều dài ống bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng.                                                            \(l=m.\frac{\lambda}{4} (m=1,3,5...)\)
      • m = 1, âm phát ra là âm cơ bản có tần số \(f_1=\frac{mv}{4l}=\frac{v}{4l}.\)
      • m = 3, 5...,ta có các họa âm bậc 3, bậc 5,...,
      • Tần số tương ứng là \(f_0; 3f_0; 5f_0;...\)
    • Ống sáo phát ra âm to nhất với hai giá trị của hai tần số ứng với hai họa âm liên tiếp là \(f_n; f_{n+1}\). Khi đó tần số âm nhỏ nhất khi dây đàn phát ra âm to nhất bằng \(f_{min}=\frac{f_{n+1}-f_{n}}{2}.(2)\)
       
  • Hộp cộng hưởng
    • Hộp cộng hưởng có tác dụng giữ nguyên độ cao nhưng cường độ âm tăng lên.
 

 

Hỏi đáp

Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...