CHỦ ĐỀ: NGUỒN ÂM NGUỒN ÂM I – NGUỒN ÂM
- Các vật phát ra âm gọi là nguồn âm
Ví dụ: Tiếng nói của mỗi người, tiếng đàn, tiếng chiêng kêu khi gõ vào, tiếng âm thoa dao động khi dùng búa gõ, …
Ví dụ:
+ Nguồn âm tự nhiên: Tiếng sấm, tiếng mưa, tiếng lá cọ vào nhau, … + Nguồn âm nhân tạo: Tiếng trống, tiếng còi ô tô, tiếng loa, ….
+ Khi thổi sáo hay chiếc còi, cột không khí trong sáo, còi báo dộng và hát ra âm thanh
II – ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA CÁC NGUỒN ÂM
- Sự rung động (chuyển động) qua lại vị trí cân bằng của dây cao su, thành cốc, mặt trống
… gọi là dao động
- Khi phát ra âm, các vật đều dao động.
ÂM CAO – ÂM THẤP I – TẦN SỐ
- Số dao động trong một giây gọi là tần số.
- Đơn vị của tần số: Hz (Hertz), đọc là héc
- Dao động càng nhanh, tần số dao động càng lớn.
Chú ý: Để tính tần số ta lấy số dao động chia cho thời gian vật thực hiện dao động (thời gian ta đưa hết về giây).
II – ÂM CAO (ÂM BỔNG) – ÂM THẤP (ÂM TRẦM)
Thí nghiệm 1: Cố định một đầu hai thước thép đàn hồi có chiều dài khác nhau (20cm, 30cm) trên mặt hộp gỗ. Lần lượt bật nhẹ đầu tự do của chúng dao động.
Nhận xét:
+ Phần tự do của thước dài dao động chậm âm phát ra thấp.
+ Phần tự do của thước ngắn dao động nhanh âm phát ra cao.
Thí nghiệm 2: Một đĩa nhựa được đục lỗ cách đều nhau và được gắn vào trục của một động cơ chạy bằng pin. Chạm góc miếng bìa vào một hàng lỗ nhất định trên đĩa đang quay.
Nhận xét;
+ Khi đĩa quay chậm, góc miếng bìa dao động chậm và âm phát ra thấp.
+ Khi đĩa quay nhanh, góc miếng bìa dao động nhanh và âm phát ra cao.
Kết luận: Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số
+ Âm phát ra càng cao (bổng) khi tần số dao động càng lớn.
+ Âm phát ra càng thấp (trầm) khi tần số dao động càng bé.
III – ĐỌC THÊM
- Tai người có thể nghe được âm có tần số trong khoảng từ - Những âm có tần số gọi là hạ âm <20Hz
- Những âm có tần số >20000Hz gọi là siêu âm.
- Chó và một số động vật khác có thể nghe được âm có tần số thấp hơn 20Hz, cao hơn 20000Hz.
- Câu chuyện về chú cá voi cô độc nhất hành tinh (Whalien): Cá voi 52 hertz là một cá thể cá voi thuộc loài không xác định, tiếng kêu của nó có tần số bất thường là 52 Hz. Nó có dấu hiệu âm thanh vô cùng đặc trưng. Ở tần số 52 hertz, tiếng kêu của chú cá voi còn cao hơn cả âm trầm nhất của kèn tuba. Tiếng kêu của Cá voi 52 hertz không tương đồng với cả cá voi xanh lẫn cá voi vây, tần số cao hơn, ngắn hơn và thường xuyên hơn. Cá voi xanh thường kêu ở tần số 10–39 Hz, còn cá voi vây thì ở 20Hz. Tiếng gọi 52 hertz của chú cá voi này có số lần lặp lại, độ dài và chuỗi các tiếng kêu biến thiên nhiều lần, nhưng vẫn dễ dàng dò được do tần số và những đặc điểm đặc thù.
ÂM TO – ÂM NHỎ I – ÂM TO, ÂM NHỎ - BIÊN ĐỘ DAO ĐỘNG
- Độ lệch lớn nhất của vật dao động so với vị trí cân bằng của nó được gọi là biên độ dao động.
- Nhận xét: Biên độ dao động càng lớn âm phát ra càng to.
II – ĐỘ TO CỦA MỘT SỐ ÂM
- Độ to của âm được đo bằng đơn vị đềxiben (kí hiệu dB).
- Độ to của âm phụ thuộc vào biên độ dao động như sau:
+ Biên độ dao động càng lớn, âm phát ra to.
+ Biên độ dao động thấp, âm phát ra nhỏ.
- Người ta có thể dùng máy để đo độ to của âm Bảng độ to của một số âm
Nguồn âm Độ to
Thả một chiếc lá rơi, âm thanh khi lá chạm đất 10dB
Tiếng nói thì thầm 20dB
Tiếng nói chuyện bình thường 40dB
Tiếng nhạc to 60dB
Tiếng ồn rất to ở ngoài phố 80dB
Tiếng ồn của máy móc nặng trong công xưởng 100dB
Tiếng sét 120dB
Ngưỡng đau (làm đau nhức tai)
(Tiếng động cơ phản lực ở cách 4m) 130dB
- Loa là một thiết bị dùng để làm tăng độ to của âm thanh.
- Cấu tạo chính của loa là một màng dao động, tín hiệu được đưa vào hai dây điện của loa. Biên độ dao động của màng loa càng lớn, âm phát ra càng to.
III. CỦNG CỐ KIẾN THỨC
Câu hỏi 1: Giải thích tại sao thùng rỗng kêu to?
Trả lời:
+ Khi gõ vào thùng, không khí trong thùng bắt đầu dao động (va chạm qua lại trong thùng), tùy theo mức độ gõ vào thùng lớn hay nhỏ mà không khí trong thùng sẽ có tần số dao động lớn hơn.
+ Thùng rỗng (thùng không có vật ở bên trong) thì không khí trong thùng được dao động nhanh hơn vì không có vật cản vậy nên biên độ dao động to hơn.
Câu hỏi 2: Khi rót nước vào trong cốc và đổ nước vào ngày càng cao đồng thời dùng thìa để gõ khi đó âm thanh phát ra sẽ thay đổi như thế nào?
Trả lời:
- Cốc và nước trong cốc sẽ dao động và phát ra âm thanh. Cốc có nhiều nước nhất phát ra âm trầm nhất. Cốc có ít nước nhất phát ra âm bổng nhất. Vì khi ta làm thế cột không khí dao động và phát ra âm thanh. Cốc có cột không khí dài nhất phát ra âm trầm nhất.
MÔI TRƯỜNG TRUYỀN ÂM I – MÔI TRƯỜNG TRUYỀN ÂM
- Chất rắn, chất lỏng và chất khí là những môi trường có thể truyền được âm.
- Chân không không thể truyền được âm.
- Ở vị trí càng gần nguồn âm thì âm nghe càng rõ.
- Giải thích sự truyền âm:
+ Âm truyền được trong các chất khí, lỏng, rắn là do khi các nguồn âm dao động, nó sẽ làm cho các hạt cấu tạo nên chất rắn, lỏng, khí ở sát nó cũng dao động theo. Những dao động này lại truyền dao động cho các hạt khác ở gần chúng và cứ thế dao động truyền được đi xa.
+ Môi trường chân không không có vật chất nên không truyền được âm.
II – VẬN TỐC TRUYỀN ÂM vr : vận tốc truyền âm trong chất rắn vl vận tốc truyền âm trong chất lỏng vk vận tốc truyền âm trong chất khí Ta có: vr>vl>vk
* Vận tốc truyền âm trong không khí: 340m/s Ví dụ: Vận tốc truyền âm của một số chất ở 200C
Không khí Nước Thép
340m/s 1500m/s 6100m/s
Nhận xét: Vận tốc truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, vận tốc truyền âm trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí.
III. CỦNG CỐ KIẾN THỨC BÀI HỌC
Câu hỏi: Tại sao khi ta áp tai vào tường ta có thể nghe được tiếng cười nói ở phòng bên cạnh, còn khi không áp tai vào tường lại không nghe được?
Trả lời:
- Khi áp tai vào tường, ta có thể nghe được tiếng cười nói ở phòng bên cạnh, vì âm truyền trực tiếp qua vật rắn. Khi để tai tự do trong không khí, thì tường đóng vai trò vật cách âm, nên ta không nghe thấy tiếng cười nói ở phòng bên cạnh.
Câu hỏi: Tại sao trong môi trường rắn, lỏng, khí có thể truyền âm, còn môi trường chân không thì không thể truyền âm?
Trả lời:
+ Vì trong môi trường chân không không có các hạt chất dao động nên môi trường chân không không thể truyền được âm.
- Trong môi trường rắn, lỏng, khí là môi trường có các hạt chất dao động truyền đến tai làm màng nhĩ dao động truyền tín hiệu lên não làm ta cảm nhận được âm thanh nên môi trường rắn, lỏng, khí có thể truyền được âm.
PHẢN XẠ ÂM – TIẾNG VANG I – ÂM PHẢN XẠ - TIẾNG VANG
- Âm phản xạ là âm dội lại khi gặp một mặt chắn
- Tiếng vang là khi âm truyền đến vách đá dội lại đến tai ta chậm hơn âm truyền trực tiếp đến tai môt khoảng thời gian ít nhất là 1/15 giây.
- Âm gặp mặt chắn đều bị phản xạ nhiều hay ít.
II – VẬT PHẢN XẠ ÂM TỐT VÀ VẬT PHẢN XẠ ÂM KÉM
- Những vật cứng có bề mặt nhẵn thì phản xạ âm tốt (hấp thụ âm kém) - Những vật mềm, xốp có bề mặt gồ ghề thì phản xạ âm kém
Các cách làm mất đi sự ảnh hưởng của phản xạ âm:
- Cách 1: Làm mất âm phản xạ bằng cách dùng vật liệu hấp thụ âm
- Cách 2: Hướng âm phản xạ đi nơi khác bằng cách làm các bề mặt nghiêng - Cách 3: Bố trí sao cho âm phản xạ đến trước 1/15 s
Chú ý:
+ Trong các phòng thu, người ta thường làm tường sần và treo rèm nhung để giảm tiếng vang
+ Người ta sử dụng sự phản xạ của siêu âm để xác định độ sâu của biển III – CỦNG CỐ KIẾN THỨC BÀI HỌC
Câu hỏi: Một người đứng cách bức tương 30m. Hỏi có nghe thấy tiếng vang không?
Biết vận tốc của âm truyền trong không khí là 340m/s.
Trả lời:
- Quãng đường âm truyền đi và phản xạ trở lại là: 60m
- Thời gian từ khi âm phát ra cho đến khi nghe được âm thanh phản xạ là:3/17s>1/15s
Vậy ta có thể nghe được âm thanh
Câu hỏi: Vì sao trong đêm yên tĩnh khi đi bộ ở ngõ hẹp giữa hai bên tường cao, ngoài tiếng chân ra còn nghe thấy một âm thanh khác giống như có người đang theo sát?
Trả lời:
Bạn đêm yên tĩnh, khi đi bộ trong ngõ hẻm giữa 2 bên tường cao thì ngoài tiếng động của bước chân, ta còn nghe được tiếng vang của các âm đó, do có những âm phản xạ từ 2 bên tường đến tai mà ta phân biệt được với âm phát ra. Vì thế ta có cảm giác như có người đi theo, khi ta chạy thì tiếng bước chân dồn dập nên tiếng vang cũng dồn dập.
Nếu ta dừng lại thì ko còn nghe tiếng bước chân nên tiếng vang cũng mất.
- Cá heo, dơi phát ra siêu âm và nhờ âm phản xạ để tìm thức ăn.
- Dơi còn có thể sử dụng phản xạ của siêu âm để tránh chướng ngại vật khi bay.
