Mở đầu trang 64

Đề bài: Âm mà ta nghe được phát ra từ dây số 1 và dây số 6 của cây đàn ghita có gì khác nhau?

Lời giải:

Đây là câu hỏi mở đầu, em có thể trả lời dựa trên kinh nghiệm nghe đàn:

• Trên cây đàn ghita 6 dây, dây số 1 là dây mảnh nhất, dây số 6 là dây dày (to) nhất.
• Khi gảy dây số 1 → ta nghe được âm cao (bổng).
• Khi gảy dây số 6 → ta nghe được âm thấp (trầm).

→ Vậy âm phát ra từ dây số 1 và dây số 6 khác nhau về độ cao (một âm bổng hơn, một âm trầm hơn). Cụ thể vì sao có sự khác biệt này, em sẽ được tìm hiểu qua nội dung bài học.

I. Độ to và biên độ của sóng âm

1. Biên độ dao động của nguồn âm, sóng âm

Câu hỏi trang 65

Đề bài: Hãy so sánh biên độ của sóng âm trong Hình 13.2b và 13.2c từ đó rút ra mối quan hệ giữa biên độ của sóng âm và biên độ dao động của nguồn âm.

Lời giải:

Em nhớ lại: biên độ của sóng âm trên màn hình dao động kí được biểu diễn bằng khoảng cách từ đường xy đến điểm cao nhất của đường biểu diễn.

Bước 1 – So sánh biên độ trên hai hình:

• Hình 13.2b: nguồn âm dao động với biên độ lớn → đường biểu diễn trên màn hình có đỉnh cao → biên độ sóng âm lớn.
• Hình 13.2c: nguồn âm dao động với biên độ nhỏ → đường biểu diễn trên màn hình có đỉnh thấp → biên độ sóng âm nhỏ.

→ Biên độ sóng âm ở Hình 13.2b lớn hơn biên độ sóng âm ở Hình 13.2c.

Bước 2 – Rút ra mối quan hệ:

→ Biên độ dao động của nguồn âm càng lớn thì biên độ của sóng âm tạo ra càng lớn, và ngược lại.

2. Độ to của âm

Câu 1 trang 65

Đề bài: So sánh độ to của âm nghe được trong thí nghiệm vẽ ở Hình 13.2b và 13.2c.

Lời giải:

Khi làm thí nghiệm như Hình 13.2, em sẽ cảm nhận được:

• Ở Hình 13.2b (nguồn âm dao động với biên độ lớn): âm nghe được to.
• Ở Hình 13.2c (nguồn âm dao động với biên độ nhỏ): âm nghe được nhỏ.

→ Độ to của âm nghe được ở Hình 13.2b lớn hơn độ to của âm nghe được ở Hình 13.2c.

Câu 2 trang 65

Đề bài: Từ câu trả lời trên, rút ra mối quan hệ giữa biên độ của sóng âm với độ to của âm.

Lời giải:

Kết hợp kết quả ở hai câu trước:

• Hình 13.2b: biên độ sóng âm lớn → âm nghe được to.
• Hình 13.2c: biên độ sóng âm nhỏ → âm nghe được nhỏ.

→ Mối quan hệ: Biên độ của sóng âm càng lớn thì âm nghe được càng to; ngược lại, biên độ của sóng âm càng nhỏ thì âm nghe được càng nhỏ.

Câu 3 trang 65

Đề bài: Khi gảy đàn hoặc đánh trống, muốn âm phát ra to hơn người ta làm thế nào? Tại sao?

Lời giải:

Em vận dụng kiến thức vừa học để trả lời:

Cách làm: Muốn âm phát ra to hơn, người ta sẽ:

• Gảy mạnh hơn vào dây đàn.
• Đánh mạnh hơn vào mặt trống.

Giải thích: Khi gảy/đánh mạnh hơn → dây đàn / mặt trống dao động với biên độ lớn hơn → biên độ sóng âm phát ra cũng lớn hơn → âm nghe được to hơn.

(Ngược lại, nếu gảy/đánh nhẹ thì biên độ nhỏ, âm phát ra sẽ nhỏ.)

II. Độ cao và tần số của sóng âm

1. Tần số

Câu hỏi trang 66

Em nhớ lại định nghĩa: Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây. Đơn vị của tần số là héc, kí hiệu là Hz.

Công thức liên hệ giữa tần số $f$ (Hz), số dao động $N$ và thời gian $t$ (giây):

$$f = \dfrac{N}{t}$$

Câu 1 trang 66

Đề bài: Nếu một dây đàn ghita dao động 880 lần mỗi giây thì tần số của nó là bao nhiêu?

Lời giải:

Em đọc kĩ đề: “dao động 880 lần mỗi giây” có nghĩa là trong 1 giây dây đàn thực hiện được 880 dao động.

Theo định nghĩa, tần số là số dao động trong một giây, nên:

$$f = 880 \text{ (Hz)}$$

→ Tần số của dây đàn ghita là 880 Hz.

Câu 2 trang 66

Đề bài: Nếu một mặt trống dao động với tần số 100 Hz thì nó thực hiện được bao nhiêu dao động trong 1 min?

Lời giải:

Em làm theo các bước:

Bước 1 – Đổi đơn vị thời gian:

$$1 \text{ min} = 60 \text{ s}$$

Bước 2 – Hiểu ý nghĩa của tần số 100 Hz: mặt trống thực hiện được 100 dao động trong 1 giây.

Bước 3 – Tính số dao động trong 60 giây:

Từ công thức $f = \dfrac{N}{t}$, suy ra: $N = f \cdot t$

$$N = 100 \times 60 = 6\,000 \text{ (dao động)}$$

→ Trong 1 phút, mặt trống thực hiện được 6 000 dao động.

Câu 3 trang 66

Đề bài: Nếu một con ong mật khi bay đập cánh lên, xuống 3 300 lần trong 10 s thì tần số dao động của cánh nó là bao nhiêu?

Lời giải:

Em tóm tắt đề bài:

• Số dao động: $N = 3\,300$ lần.
• Thời gian: $t = 10$ s.

Áp dụng công thức tính tần số:

$$f = \dfrac{N}{t} = \dfrac{3\,300}{10} = 330 \text{ (Hz)}$$

→ Tần số dao động của cánh con ong mật là 330 Hz.

2. Độ cao của âm

Hoạt động trang 66

Hoạt động 1 trang 66

Đề bài: Hãy so sánh tần số của các sóng âm trong Hình 13.4a và 13.4b, từ đó rút ra mối quan hệ giữa tần số sóng âm và tần số dao động của nguồn âm.

Lời giải:

Em nhớ lại gợi ý của sách: nếu số đường biểu diễn dao động càng mau thì tần số sóng âm càng lớn; số đường biểu diễn dao động càng thưa thì tần số sóng âm càng nhỏ.

Bước 1 – Quan sát hai hình:

• Hình 13.4a: số đường biểu diễn dao động thưa → tần số sóng âm nhỏ.
• Hình 13.4b: số đường biểu diễn dao động mau → tần số sóng âm lớn.

→ Tần số sóng âm ở Hình 13.4b lớn hơn tần số sóng âm ở Hình 13.4a.

Bước 2 – Rút ra mối quan hệ:

→ Tần số dao động của nguồn âm càng lớn thì tần số của sóng âm tạo ra càng lớn, và ngược lại.

Hoạt động 2 trang 66

Đề bài: So sánh độ cao (bổng, trầm) của các âm nghe được trong thí nghiệm Hình 13.4a và 13.4b.

Lời giải:

Khi làm thí nghiệm, em cảm nhận âm thanh từ hai trường hợp:

• Hình 13.4a (tần số nhỏ): âm nghe được thấp (trầm).
• Hình 13.4b (tần số lớn): âm nghe được cao (bổng).

→ Âm nghe được ở Hình 13.4b cao hơn (bổng hơn) so với Hình 13.4a.

Hoạt động 3 trang 66

Đề bài: Từ câu trả lời trên, rút ra mối quan hệ giữa tần số của sóng âm với độ cao của âm.

Lời giải:

Kết hợp kết quả ở hai câu trên:

• Tần số sóng âm lớn → âm nghe được cao (bổng).
• Tần số sóng âm nhỏ → âm nghe được thấp (trầm).

→ Mối quan hệ: Tần số của sóng âm càng lớn thì âm nghe được càng cao (bổng); tần số của sóng âm càng nhỏ thì âm nghe được càng thấp (trầm).

Câu hỏi trang 67

Câu 1 trang 67

Đề bài: Một con muỗi khi bay vỗ cánh 3 000 lần trong 5 giây và một con ong mật khi bay vỗ cánh 4 950 lần trong 15 giây.

a) Tính tần số dao động của cánh muỗi và cánh ong khi bay. Con nào vỗ cánh nhanh hơn?

b) Âm phát ra khi vỗ cánh của con muỗi hay con ong cao hơn?

Lời giải:

a) Tính tần số dao động:

Áp dụng công thức $f = \dfrac{N}{t}$:

Tần số cánh muỗi:

$$f_1 = \dfrac{N_1}{t_1} = \dfrac{3\,000}{5} = 600 \text{ (Hz)}$$

Tần số cánh ong mật:

$$f_2 = \dfrac{N_2}{t_2} = \dfrac{4\,950}{15} = 330 \text{ (Hz)}$$

So sánh: $f_1 > f_2$ (600 Hz > 330 Hz)

→ Vậy con muỗi vỗ cánh nhanh hơn con ong mật.

b) So sánh độ cao của âm:

Em áp dụng mối quan hệ vừa học: tần số càng lớn → âm càng cao.

Vì $f_1 > f_2$ nên âm phát ra khi vỗ cánh của con muỗi cao hơn âm phát ra khi vỗ cánh của con ong mật.

(Đó là lí do vì sao em nghe được tiếng vo ve của muỗi cao hơn (eo éo) so với tiếng ong bay (vù vù).)

Câu 2 trang 67

Đề bài: Hãy tìm hiểu xem khi vặn cho dây đàn ghita căng nhiều, căng ít thì âm phát ra sẽ cao, thấp như thế nào? Tần số lớn, nhỏ ra sao?

Lời giải:

Em vận dụng kiến thức về tần số và độ cao của âm để trả lời:

• Vặn dây đàn căng nhiều: khi gảy, dây đàn dao động nhanh hơn → tần số dao động lớn hơn → âm phát ra cao hơn (bổng hơn).
• Vặn dây đàn căng ít: khi gảy, dây đàn dao động chậm hơn → tần số dao động nhỏ hơn → âm phát ra thấp hơn (trầm hơn).

→ Đây cũng chính là cách mà người chơi đàn ghita lên dây đàn để điều chỉnh độ cao của âm cho đúng cao độ.

Câu 3 trang 67

Đề bài: Tìm ví dụ về âm trầm (thấp), âm bổng (cao).

Lời giải:

Em nhớ lại: âm trầm (thấp) ứng với tần số nhỏ, âm bổng (cao) ứng với tần số lớn.

a) Ví dụ về âm bổng (cao) – tần số lớn:

• Tiếng chim hót líu lo (chim sẻ, chim sâu, chim ri…).
• Tiếng sáo, tiếng còi xe đạp.
• Tiếng hát của các bạn nữ (giọng nữ thường cao hơn giọng nam).
• Tiếng đàn ghita ở dây số 1 (dây mảnh nhất).
• Tiếng muỗi vo ve khi bay.

b) Ví dụ về âm trầm (thấp) – tần số nhỏ:

• Tiếng trống đại (trống lớn).
• Tiếng hát của các bác nam giới (giọng nam trầm – bass).
• Tiếng đàn ghita ở dây số 6 (dây dày nhất).
• Tiếng ong vù vù khi bay.
• Tiếng sấm rền.

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