Độ To Và Độ Cao Của Âm
Biên độ – Tần số – Mối quan hệ với độ to và độ cao của âm
Khi kéo đầu tự do của một thước thép đàn hồi xuống rồi buông tay, đầu thước sẽ dao động qua lại quanh vị trí cân bằng và phát ra âm.
• Biên độ là khoảng cách từ VTCB đến vị trí xa nhất (một phía) — KHÔNG phải khoảng cách giữa hai vị trí xa nhất (hai phía).
• Khoảng cách giữa hai vị trí xa nhất bằng 2 lần biên độ.
Trên màn hình dao động kí, biên độ sóng âm được biểu diễn bằng khoảng cách từ đường nằm ngang (đường xy) đến điểm cao nhất của đường biểu diễn sóng âm.
• Vật dao động càng mạnh thì biên độ dao động càng lớn.
• Vật dao động càng nhẹ thì biên độ dao động càng nhỏ.
• Lưu ý: "dao động mạnh – nhẹ" liên quan đến biên độ, KHÁC với "dao động nhanh – chậm" (liên quan đến tần số).
Biên độ càng nhỏ thì âm nghe càng nhỏ.
So sánh hai sóng âm trên màn hình dao động kí:
• "Vật dao động càng mạnh thì âm phát ra càng to" — ĐÚNG. (Dao động mạnh → biên độ lớn → âm to.)
• "Vật dao động càng mạnh thì âm phát ra càng cao" — SAI. (Cao – thấp do tần số, không phải biên độ.)
• "Vật dao động càng nhanh thì âm phát ra càng to" — SAI. (Nhanh – chậm liên quan đến tần số, không liên quan đến độ to.)
Đơn vị: Hertz (Hz)
Trong đó: $f$ là tần số dao động (Hz); $N$ là số dao động; $t$ là thời gian (giây).
Giới hạn nghe của tai người:
Tai người chỉ nghe được âm có tần số trong khoảng $20 \text{ Hz} \leq f \leq 20\,000 \text{ Hz}$. Âm có tần số nhỏ hơn 20 Hz hoặc lớn hơn 20 000 Hz, tai người không nghe được.
Tần số một số nốt nhạc (đàn organ chuẩn):
| Nốt | Đô | Rê | Mi | Fa | Son | La | Si |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tần số (Hz) | 523 | 587 | 629 | 698 | 784 | 880 | 988 |
Tần số càng nhỏ thì âm nghe càng thấp (trầm).
So sánh hai sóng âm trên màn hình dao động kí (cùng biên độ):
• Dây đàn căng nhiều → dao động nhanh → tần số lớn → âm phát ra cao (bổng).
• Dây đàn căng ít → dao động chậm → tần số nhỏ → âm phát ra thấp (trầm).
• Giọng nữ thường cao hơn giọng nam vì dây thanh quản nữ dao động nhanh hơn (tần số lớn hơn).
• Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số dao động (không phải vận tốc, năng lượng hay biên độ).
• Vật dao động càng chậm → âm phát ra càng trầm. Vật dao động càng nhanh → âm phát ra càng cao.
Đây là điểm dễ nhầm lẫn nhất trong bài. Ghi nhớ bảng phân biệt sau:
| Tiêu chí | Độ TO | Độ CAO |
|---|---|---|
| Phụ thuộc vào | Biên độ dao động | Tần số dao động |
| Lớn ⇒ | Âm to | Âm cao (bổng) |
| Nhỏ ⇒ | Âm nhỏ | Âm thấp (trầm) |
| Từ khoá | mạnh – nhẹ to – nhỏ |
nhanh – chậm cao – thấp bổng – trầm |
| Trên dao động kí | Đường cao – thấp (biên độ) |
Sóng dày – thưa (số sóng) |
• Đề hỏi to – nhỏ, mạnh – nhẹ ⇒ liên quan đến BIÊN ĐỘ.
• Đề hỏi cao – thấp, bổng – trầm, nhanh – chậm ⇒ liên quan đến TẦN SỐ.
• Hai đại lượng này độc lập với nhau: một âm có thể vừa cao vừa nhỏ, hoặc vừa trầm vừa to.
Giải:
• $f_{\text{muỗi}} = \dfrac{3\,000}{5} = 600 \text{ (Hz)}$.
• $f_{\text{ong}} = \dfrac{4\,950}{15} = 330 \text{ (Hz)}$.
• So sánh: $f_{\text{muỗi}} = 600 \text{ Hz} > f_{\text{ong}} = 330 \text{ Hz}$ → muỗi phát ra âm cao hơn.
Đầy đủ: biên độ, tần số, dao động kí, các dạng bài tính toán nâng cao có lời giải mẫu.
Cùng luyện bài Độ to và Độ cao của âm!
20 câu: 15 trắc nghiệm · 3 đúng/sai · 2 tự luận
Tuyệt vời!
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu