Sóng Âm
Dao động, sóng, nguồn âm, môi trường truyền âm, tần số & độ cao của âm
Dao động là chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng.
Khi vật ở một điểm dao động, dao động đó truyền dần ra các điểm xung quanh, tạo thành sóng.
Ví dụ về sóng:
- Khi vật S chạm vào mặt nước dao động, mặt nước hình thành các vòng tròn lan rộng — đó là sóng nước.
- Khi cho một đầu lò xo dao động, dao động truyền dọc theo lò xo, tạo các đoạn nén – dãn liên tiếp — đó là sóng trên lò xo.
Tất cả các nguồn âm đều dao động.
Một số nguồn âm quen thuộc và bộ phận dao động phát ra âm tương ứng:
| Nguồn âm | Bộ phận dao động phát ra âm |
|---|---|
| 🥁Trống | Mặt trống dao động |
| 🎸Đàn guitar | Dây đàn dao động |
| 🪈Sáo | Cột không khí bên trong sáo dao động |
| 🔔Âm thoa | Hai nhánh âm thoa dao động |
| 🗣️Người nói | Hai dây thanh quản dao động |
• Khi gõ trống: vật phát ra âm là mặt trống (không phải dùi trống hay tay).
• Khi thổi sáo: vật phát ra âm là cột không khí bên trong sáo (không phải thân sáo).
• Khi gảy đàn: vật phát ra âm là dây đàn (không phải ngón tay).
Cơ chế truyền sóng âm trong không khí (ví dụ với loa phát thanh):
Môi trường có khả năng truyền được sóng âm gọi là môi trường truyền âm. Sóng âm truyền được trong 3 môi trường: rắn, lỏng, khí. Sóng âm không truyền được trong chân không.
Sóng âm cần các hạt vật chất (phân tử, nguyên tử) để truyền dao động từ lớp này sang lớp kế tiếp. Chân không không có hạt vật chất nào nên không có gì để truyền dao động → âm không truyền được.
So sánh tốc độ truyền âm (ở cùng nhiệt độ):
Đơn vị: Hertz (Hz)
Trong đó: $f$ là tần số (Hz); $N$ là số dao động; $t$ là thời gian (giây).
• Tần số càng lớn → âm phát ra càng cao (thanh, bổng).
• Tần số càng nhỏ → âm phát ra càng thấp (trầm).
Giới hạn nghe của tai người:
Tai người chỉ nghe được âm có tần số trong khoảng 20 Hz đến 20 000 Hz. Âm có tần số nhỏ hơn 20 Hz hoặc lớn hơn 20 000 Hz, tai người không nghe được.
Giải: $f = \dfrac{N}{t} = \dfrac{630}{42} = 15 \text{ (Hz)}$.
Vì $15 < 20$ Hz nên tai người không nghe được âm do vật A phát ra.
Khi biết tốc độ truyền âm $v$ và thời gian âm truyền $t$, ta tính được khoảng cách từ nguồn âm đến nơi nghe được:
Trong đó: $s$ là quãng đường (m); $v$ là tốc độ truyền âm (m/s); $t$ là thời gian (s).
Ánh sáng truyền với tốc độ rất lớn (khoảng 300 000 km/s) nên ta coi ánh sáng truyền đến mắt ngay lập tức. Âm thanh truyền chậm hơn nhiều (khoảng 340 m/s trong không khí) nên có độ trễ so với ánh sáng. Khoảng thời gian giữa lúc thấy chớp và lúc nghe sấm chính là thời gian âm truyền từ nơi sét đánh đến tai ta.
Giải: $s = v \times t = 340 \times 4 = 1\,360 \text{ (m)} = 1{,}36 \text{ km}$.
Đầy đủ: dao động, sóng, nguồn âm, môi trường truyền âm, công thức tần số, các dạng bài tính toán có lời giải.
Cùng luyện bài Sóng âm nào!
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