3 Đặc Trưng Sinh Lí Của Âm và 2 Đặc Trưng Vật Lí Của Âm

Tiếng đàn, tiếng hát, tiếng động vật kêu, tiếng bát đĩa,… đều là những âm thanh quen thuộc trong đời sống. Ở chương trình Vật lý 12, các em sẽ được học rõ hơn về khái niệm âm, nguồn âm và những đặc trưng vật lí của âm thanh cũng như những đặc trưng sinh lí của âm. Bài viết dưới đây là những kiến thức về âm mà chúng tôi đã tổng hợp giúp các em củng cố kiến thức một cách hiệu quả.

Khái niệm âm và nguồn âm

Âm là gì?

Âm hay sóng âm là những sóng cơ lan truyền trong các môi trường rắn, lỏng hoặc khí.

Nguồn âm là gì?

Nguồn âm là những vật dao động và phát ra sóng âm. Khi đó, tần số âm phát ra sẽ bằng với tần số dao động của nguồn âm.

Những Món Đồ Cực Kỳ Cần Thiết Cho Mẹ và Bé Yêu Đang MIỄN PHÍ Vận Chuyển và Giảm Tới 50%

Khăn Che Bé Bú Đa Năng

Mua Ngay

Yếm Ăn Dặm Chống Thấm

Mua Ngay

Đai Đi Xe Máy Cho Bé

Mua Ngay

Dép Tập Đi Chống Ngã

Mua Ngay

Phân loại âm thanh

Âm thanh thường được phân làm 3 loại với những đặc trưng khác nhau, bao gồm:

Loại âm thanh Hạ âm Âm thanh(âm nghe được) Siêu âm
Tần số f Nhỏ hơn 16Hz Trong khoảng từ 16Hz đến 20.000Hz Lớn hơn 20.000Hz
Mức độ nghe thấy của tai người Không nghe được (không cảm nhận được) Cảm nhận được Không nghe được(không cảm nhận được)
Ví dụ Một số loại vật như voi, chim, bồ câu,… Tiếng nói, nhạc cụ, loa,… Một số loài vật như dơi, cá heo, cào cào,…

Sự truyền âm

Môi trường truyền âm

Âm thanh truyền được trong các môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong môi trường chân không và không truyền qua được các chất xốp như bông, len,… Các chất này còn được gọi là chất cách âm.

Tốc độ truyền âm

Trong môi trường khác nhau âm thanh sẽ truyền đi với tốc độ khác nhau, xác định và hữu hạn đặc trưng cho từng môi trường.

Trong đó:

  • Tốc độ truyền âm trong chất rắn là lớn nhất, trong chất khí là nhỏ nhất
  • Âm truyền trong chất lỏng và khí là sóng dọc, âm truyền trong chất rắn gồm cả  sóng dọc và sóng ngang.

Dưới đây là tốc độ truyền âm trong một số chất:

Chất  Tốc độ truyền âm v (m/s)
Không khí 0oC 331
Không khí 25oC 346
Khí hidro 0oC 1280
Nước, nước biển 15oC 1500
Sắt 5850
Nhôm 6260

Các đặc trưng vật lí của âm

Các đặc trưng vật lí của âm thanh bao gồm: Tần số, cường độ và mức độ âm, đồ thị dao động của âm.

Tần số của âm

Tần số âm là đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm.

  • Ký hiệu tần số âm: f
  • Đơn vị: Hz

Cường độ và mức cường độ âm

Cường độ âm là đại lượng đặc trưng cho năng lượng của sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

  • Kí hiệu sóng âm: I
  • Đơn vị: W/m2

Công thức tính cường độ âm:

Công thức tính cường độ âm:

Trong đó:

  • P : Công suất phát âm của nguồn (W)
  • S : Diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (m2)
  • t : Thời gian truyền sóng âm

Mức cường độ âm là giá trị Logarit thập phân của tỉ số giữa cường độ âm đang xét I so với một giá trị cường độ âm chuẩn I.

  • Đơn vị: B (ben) hoặc dB (đề-xi-ben): 1B = 10dB
  • Công thức tính:

Mức cường độ âm là giá trị Logarit thập phân của tỉ số giữa cường độ âm đang xét I so với một giá trị cường độ âm chuẩn I.

Thông thường, ở tần số âm f = 1000Hz thì I = 10-12 và là cường độ âm chuẩn.

Một số mức cường độ âm thường thấy:

Mức cường độ âm Loại âm thanh thường thấy
0 dB Ngưỡng nghe
30 Tiếng thì thầm
40 Tiếng nói chuyện bình thường
60 Tiếng ồn ào trong cửa hàng
90 Tiếng ồn ngoài phố
120 Tiếng sét lớn, tiếng máy bay cất cánh
130 Ngưỡng đau, nhức tai

Đồ thị dao động của âm

Đồ thị dao động của âm va đặc trưng vật lí của âm
Đồ thị dao động của âm (Nguồn: Internet)

Âm cơ bản là âm có tần số nhỏ nhất do một nhạc cụ phát ra. Khi một nhạc cụ phát ra sóng âm có tần số f thì nhạc cụ đó cũng sẽ phát ra những sóng âm có tần số f là bội của f, các tần số f này được gọi là họa âm thứ k, với fk = kf

Lưu ý: Các họa âm của những nhạc cụ khác nhau có thể có cùng tần số âm nhưng có biên độ khác nhau, do vậy dù có số họa âm giống nhau nhưng ta vẫn phân biệt được âm này với âm khác nhờ độ thị dao động âm khác nhau.

Đồ thị dao động âm là một trong những đặc trưng vật lí của âm. Đây là tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm xác định, đồ thị dao động của âm là một đường phức tạp và có chu kì.

Đặc trưng sinh lí của âm

Đặc trưng sinh lí của âm là gì?

Đặc trưng sinh lý của âm là những đặc trưng liên quan đến cảm nhận (cảm giác) của con người. Ba đặc trưng sinh lí của âm là độ cao, độ to và âm sắc.

Độ cao của âm

– Độ cao của âm là đặc trưng liên quan đến tần số của âm.

– Âm càng cao khi tần số càng lớn.

Độ to của âm

– Độ to của âm là đặc trưng liên quan đên mức cường độ âm L.

– Âm càng to khi mức cường độ âm càng lớn.

Âm sắc

– Âm sắc là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm thanh phát ra từ các nguồn khác nhau.

– Âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm.

– Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các họa âm.

 

 

 

5/5 - (2 votes)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *