Giải Vật Lý 12 Bài 11. Đặc trưng sinh lý của âm

Bài 11. ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM
A. KIẾN THỨC CẨN NẮM VỮNG
ÂM. NGUỒN ÂM
Âm là gì?
Sóng âm là các sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
Tần số của sóng âm cũng là tần số âm.
Nguồn âm
Âm do vật dao động phát ra, chẳng hạn như dây đàn, ông sáo, cái âm thoa,... Một vật phát ra âm là nguồn âm. Tần số’ của âm phát ra bằng tần sô' dao động của nguồn âm.
Âm nghe được, hạ âm, siêu âm
Những âm có tác dụng làm cho màng nhĩ trong tai dao động, gây ra cảm giác âm gọi là âm nghe được. Người ta dùng thuật ngữ âm thanh chỉ âm mà ta nghe được.
Âm nghe được có tần số trong khoảng từ 16Hz đêh 20000Hz.
Âm có tần số’ nhỏ hơn 16Hz thì tai người không nghe được và gọi là hạ âm. Một sô’ loài vật như bồ câu, voi,... có thể nghe được hạ âm.
Âm có tần số lớn hơn 20000Hz thì tai người cũng không nghe được và gọi là siêu âm. Một sô’ loài vật như dơi, chó, cá heo,... có thể nghe được siêu âm.
Sự truyền âm
Môi trường truyền âm
Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng, khí nhưng không truyền được qua môi trường chân không.
Âm hầu như không truyền qua được các chất xốp như bông, len,... Những chất đó được gọi là chất cách âm.
Tốc độ âm
Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ hoàn toàn xác định gọi là tốc độ truyền âm.
Khi sóng âm truyền qua không khí, mỗi phần tử không khí dao động quanh vị trí cân bằng theo phương trùng với phương truyền sóng, làm cho áp suất không khí tại mỗi điểm cũng dao động quanh giá trị trung bình nào đó.
II. ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM
Tần sô’ âm
Tần sô’ âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm.
Cường độ âm và mức cường độ âm
Cường độ âm
Sóng âm lan đêh đâu thì sẽ làm cho phân tử của môi trường ở đó dao động. Như vậy, âm mang theo năng lượng.
Cường độ âm I tại một điểm là đậi lượng đo bằng 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.
Đơn vị cường độ âm là oát trêh mét vuông, kí hiệu là w/m2.
Mức cường độ âm
Âm có cường độ I = lOOIo chỉ nghe to gấp đôi âm có cường độ lo; âm có cường độ I = lOOOIo chỉ nghe to gấp ba âm có cường độ Io. Theo đó thì:
—^- = 100 ứng với ỉg y- - 2 và y- = 1000 ứng với Ig Ậ = 3
IQ	lo lo
Đại lượng L = lg' gọi là mức cường độ âm của âm I (so với âm lo). Nó cho biết âm I nghe to gấp bao nhiêu lần âm Io. Trong đó lo là âm chuẩn có tần số 1000Hz và có cường độ lo = 10_12W/m2, chung cho mọi âm có tần số khác nhau. Đơn vị của mức cường độ âm là ben, kí hiệu B.
Âm có cường độ 2B nghe to gấp đôi âm lo và có cường độ là:
I = lOOIo = 10”10w/m.
Trong thực tế, người ta thường dùng đơn vị đêxiben (dB):
1 dB = -i-B.
10
Công thức tính mức cường độ âm theo đơn vị đêxiben là:
L(dB) = 10Zg-ĩ-.
Io
B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÃU HỎI VÀ GIẢI BÀI TẬP
Bài 1. Hãy kể ra những đặc trưng sinh lí của âm?
Trả lời
Những đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to và âm sắc.
Bài 2. Độ cao của âm là gì? Nó có liên quan đến đặc trưng vật lí nào của âm?
Trả lời
Độ cao của âm là một đặc trưng trong sinh lí của âm gắn liền với tần số âm. Độ cao của âm giúp ta phân biệt được âm cao (âm bổng) và âm tháp (âm trầm).
Bài 3. Độ to của âm liên quan đến đặc trưng vật lí nào của âm?
Trả lời
Độ to của âm là một khái niệm nói về đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm.
Bài 4. Âm sắc là gì?
Trả lời
Âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các nguồn khác nhau.
Bài 5. Chọn câu đúng.
Độ cao của âm:
Là một đặc trưng vật lí của âm.
Là một đặc trưng sinh lí của âm.
Vừa là đặc trưng vật lí, vừa là đặc trưng sinh lí của âm.
D. Là tần số của âm.
Trả lời
Chọn câu B. Là một đặc trưng sinh lí của âm.
Bài 6. Chọn câu đúng.
Âm sắc là:
Màu sắc của âm.
Một tính chất của âm giúp ta nhận biết các nguồn âm.
Một tính chất sinh lí của âm.
D. Một tính chất vật lí của âm.
Trả lời
Chọn câu c. Một tính chất sinh lí của âm.
Bài 7. Chọn câu đúng.
Độ to của âm gắn liền với:
Cường độ âm.
Biên độ dao động của âm.
c. Mức cường độ âm.
D. Tần số âm.
Trả lời
Chọn câu c. Mức cường độ âm.