Đặc trưng sinh lí của âm? Lý thuyết về sóng âm

Mời các em theo dõi nội dung bài học về Đặc trưng sinh lí của âm? Lý thuyết về sóng âm do thầy cô trường THCS Bình Chánh biên soạn. Hy vọng sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học tốt và hoàn thành tốt bài tập của mình.

Sóng âm là gì?

Sóng âm là loại sóng không truyền đi được trong môi trường chân không.

Ví dụ như: Khi gảy đàn guitar, chúng ta sẽ nhận thấy dây đàn phát ra âm thanh. Khi đó dây đàn là nguồn âm, còn âm thanh được phát ra từ dây đàn truyền đến tai của chúng ta chính là sóng âm.

• Tần số của loại sóng này được gọi là tần số âm.
• Nguồn âm là những vật dao động phát ra âm thanh.
• Môi trường truyền âm:

Cũng tương tự như sóng cơ, sóng âm hiện nay có thể truyền trong các môi trường như: Rắn, lỏng, khí. Tuy nhiên loại sóng này không truyền được trong môi trường chân không. Lý giải cho vấn đề này, đó là trong môi trường chân không có các phần tử vật chất. Đối với các môi trường rắn, lỏng, khí, môi trường nào có mật độ phần tử vật chất càng lớn, thì vận tốc truyền âm càng lớn).

Chính vì vậy chúng ta có thể nói, tốc độ truyền âm phụ thuộc vào bản chất của môi trường truyền âm. Tần số của loại sóng này sẽ không bị thay đổi khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác. Một số vật liệu cách âm có thể kể đến như: bông, len, xốp…

Phân loại sóng âm

Hiện nay việc phân chia sóng âm phụ thuộc vào 2 yếu tố: Đặc điểm tần số và độ lớn tần số. Vậy dựa vào 2 yếu tố này, sẽ có những loại sóng nào? Chúng ta cùng tìm hiểu nhé:

Phân loại theo đặc điểm tần số

Nếu phân loại theo đặc điểm của tần số sẽ có các loại sóng như sau:

• Nhạc âm: Đây là những âm có tần số xác định, ví dụ như: Tiếng người, tiếng hát, âm thanh được phát ra từ các loại nhạc cụ…khiến người nghe có cảm giác dễ chịu.
• Tạp âm: Là những loại âm thanh không có tần số xác định, ví dụ như tiếng ồn giữa đám đông, tiếng còi xe hay tiếng máy móc làm việc…

Phân loại theo độ lớn tần số

Nếu phân theo độ lớn của tần số, sẽ có các loại sóng như sau:

• Hạ âm: tần số nhỏ hơn 16Hz.
• Âm nghe được: từ 16Hz – 20.000Hz.
• Siêu âm: tần số lớn hơn 20.000Hz.

Những đặc trưng vật lý của sóng âm

Một trong những nội dung mà chúng ta sẽ tìm hiểu về loại sóng này chính là đặc trưng vật lý của nó. Dưới đây là một số đặc trưng nhất định:

Tần số âm

Đây là tần số dao động của nguồn âm. Âm trầm có tần số nhỏ, âm cao có tần số lớn.

Cường độ âm

Khi loại sóng này lan đến đâu sẽ khiến cho các phần tử môi trường ở đó dao động. Như vậy có thể hiểu, loại sóng này mang theo năng lượng.

Sonar thể hiện sự lan truyền âm thanh để tìm đường di chuyển hoặc phát hiện đối tượng ở phía đối diện.

Chẳng hạn như dơi hoặc cá heo sẽ dùng sonar để phát hiện ra con mồi; hoặc tàu ngầm sẽ phát ra sonar để phát hiện vật thể trôi nổi hoặc chìm sâu trong bùn cát.

Công thức tính cường độ âm của sóng âm như sau:

Gọi cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền âm trong một đơn vị thời gian nhất định.

Xét âm truyền qua diện tích S theo phương vuông góc. W là lượng năng lượng mà sóng âm truyền qua S trong t giây. Chúng ta sẽ tính được cường độ âm như sau:

I=WS.t

Đơn vị cường độ âm là oát trên mét vuông, ký hiệu W/m2

Trong trường hợp có một nguồn âm kích thước nhỏ phát ra sóng âm đồng khắp mọi hướng. Gọi P là công suất nguồn âm, biên độ sóng không đổi thì tại điểm M cách nguồn âm một đoạn d có cường độ âm là: I=P4d2

Mức cường độ âm

Để thiết lập thang bậc về cường độ âm, người ta sẽ đưa ra khái niệm về mức cường độ âm. Mức cường độ âm sẽ được đo bằng logarit thập phân của tỉ số giữa cường độ âm đang xét và cường độ âm chuẩn lo

L = lg (IIo)

L là mức cường độ âm tại điểm đang xét, đơn vị ben (B)

Đặc trưng sinh lí của âm?

Độ cao của âm

• Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với tần số của âm.
• Âm nghe càng thanh (cao) khi tần số càng lớn. Âm nghe càng trầm (thấp) khi tần số càng nhỏ.

Độ to của âm

• Độ to của âm là một khái niệm nói về đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với với đặc trưng vật lí mức cường độ âm.
• Tuy nhiên ta không thể lấy mức cường độ âm làm số đo độ to của âm được.
• Độ to của âm phụ thuộc vào cường độ âm, mức cường độ âm và tần số của âm.
• Cường độ âm càng lớn thì ta nghe càng lớn.
• Ngưỡng nghe: Là âm có cường độ âm nhỏ nhất mà tai ta có cảm giác nghe được.
• Ngưỡng đau: Là âm có cường độ âm lên đến 10W/m2. Tai nghe có cảm giác nhức nhói đối với mọi tần số.

Âm sắc của âm

• Các nhạc cụ khác nhau phát ra các âm có cùng một độ cao nhưng tai ta có thể phân biệt được âm của từng nhạc cụ, đó là vì chúng có âm sắc khác nhau.
• Âm có cùng một độ cao do các nhạc cụ khác nhau phát ra có cùng một chu kì nhưng đồ thị dao động của chúng có dạng khác nhau.
• Vậy âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp chúng ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm.

Tác hại của sóng âm có tần số cao

Loại sóng này nếu có tần số cao, còn gọi là tiếng ồn sẽ gây ra nhiều tác hại. Nhất là đối với tần số cao >4000Hz (Tiếng còi xe, tiếng loa hát…). Những ảnh hưởng đó có thể kể đến như:

• Trong sinh hoạt, nếu thường xuyên tiếp xúc với những tiếng ồn tần số cao sẽ khiến cho chúng ta cảm thấy khó chịu, làm giảm sự tập trung.
• Não bộ bị tổn thương, đồng thời suy giảm thính giác.
• Làm tăng nguy cơ mắc các bệnh tim mạch.
• Có nguy cơ gây rối loạn tâm lý.
• Ảnh hưởng đến giấc ngủ, giao tiếp.

Ngoài ảnh hưởng đến con người, sóng có tần số cao cũng ảnh hưởng đến động vật khiến việc kiếm ăn của chúng trở nên khó khăn hơn. Khi việc săn mồi, kiếm ăn không hiệu quả, sẽ gia tăng nguy cơ tử vong và mất cân bằng sinh học.

20 bài tập Đặc trưng sinh lí của âm mức độ nhận biết, thông hiểu

Câu 1: Khi nói về sóng âm. Chọn câu sai

• A. Tốc độ truyền âm trong môi trường tỉ lệ với tần số âm
• B. Âm nghe được có cùng bản chất siêu âm với hạ âm
• C. Âm sắc, độ cao, độ to là những đặc trưng sinh lý của âm
• D. Sóng âm là các sóng cơ truyền trong môi trường rắn, lỏng, khí

Câu 2: Tìm câu trả lời không đúng trong các câu sau

• A. Đối với tai con người, cường độ âm càng lớn thì cảm giác âm càng to.
• B. Độ to của âm tỉ lệ thuận với cường độ âm.
• C. Tai con người nghe âm cao cảm giác “to” hơn nghe âm trầm khi chúng có cùng cường độ.
• D. Ngưỡng nghe thấy thay đổi tùy theo tần số âm.

Câu 3: Để so sánh sự vỗ cánh nhanh hay chậm của một con ong với một con muỗi, người ta có thể dựa vào đặc tính sinh lí nào của âm do cánh của chúng phát ra

• A. Độ cao
• B. Độ to
• C. Cường độ âm
• D. Âm sắc

Câu 4: Có hai nguồn sóng âm kết hợp đặt cách nhau một khoảng 5 m dao động ngược pha nhau. Trong khoảng giữa hai nguồn âm, người ta thấy 9 vị trí âm có độ to cực tiểu. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s. Tần số f của âm có giá trị thỏa mãn điều kiện nào nêu dưới đây?

• A. 272 Hz < f < 350 Hz.
• B. 136 Hz < f < 530 Hz.
• C. 86 Hz < f < 350 Hz.
• D. 125 Hz < f < 195 Hz.

Câu 5: Hai nguồn âm giống nhau đều coi là nguồn điểm đặt cách nhau một khoảng nào đó. Chúng phát ra âm có tần số f = 2200 Hz. Tốc độ truyền âm bằng 330 m/s. Trên đường thẳng nối giữa hai nguồn, hai điểm mà âm nghe được to nhất và gần nhau nhất cách nhau là

• A. 2,5 cm
• B. 4,5 cm
• C. 7,5 cm
• D. 1,5 cm.

Câu 6: Độ to của âm cho biết

• A. tần số âm thanh lớn hơn bao nhiêu lần so với một tần số chuẩn nào đó.
• B. tần số âm thanh lớn hơn bao nhiêu lần so với một cường độ chuẩn nào đó.
• C. tần số âm thanh lớn hơn bao nhiêu lần so với một tốc độ chuẩn nào đó.
• D. bước sóng âm thanh lớn hơn bao nhiêu lần so với một bước sóng chuẩn nào đó.

Câu 7: Độ to của âm gắn liền với:

• A.cường độ âm
• B. biên độ dao động của âm
• C. mức cường độ âm
• D. tần số âm

Câu 8: Âm sắc là?

• A. màu sắc của âm
• B. một tính chất giúp ta nhận biết các nguồn âm
• C. một đặc trưng sinh lí của âm
• D. một đặc trưng vật lí của âm

Câu 9: Độ cao của âm gắn liền với

• A. biên độ dao động của âm
• B. năng lượng của âm
• C. chu kì dao động của âm
• D. tốc độ truyền âm

Câu 10: Tai ta cảm nhận được âm thanh khác biệt của các nốt nhạc Đô, Rê, Mi, Fa, Son, La, Si khi chúng phát ra từ một nhạc cụ nhất định là do các âm thanh này có

• A. âm sắc khác nhau.
• B. tần số âm khác nhau.
• C. biên độ âm khác nhau.
• D. cường độ âm khác nhau.

Câu 11: Hai nhạc cụ cùng phát ra hai âm ở cùng độ cao, ta phân biệt được âm của từng nhạc cụ phát ra là do:

• A. độ to của âm do hai nhạc cụ phát ra
• B. độ lệch pha của hai âm do hai nhạc cụ phát ra thay đổi theo thời gian
• C. dạng đồ thị dao động của âm do hai nhạc cụ phát ra khác nhau
• D. tần số từng nhạc cụ phát ra

Câu 12: Hai âm có âm sắc khác nhau vì chúng có

• A. tần số khác nhau.
• B. cường độ khác nhau.
• C. độ cao và độ to khác nhau.
• D. số lượng và tỉ lệ cường độ các họa âm khác nhau.

Câu 13: Chọn phát biểu sai:

• A. Tính chất sinh lí của âm là những tính chất phân biệt các cảm giác âm mà âm gây ra ở tai người
• B. Độ to của âm tỉ lệ với cường độ âm và tỉ lệ nghịch với tần số của âm
• C. Âm sắc giúp ta phân biệt các âm có cùng độ cao và độ to phát ra từ các nguồn khác nhau
• D. Độ cao của âm được đặc trưng bằng tần số của âm đó

Câu 14: Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào

• A. cường độ âm
• B. độ to của âm
• C. môi trường truyền âm
• D. âm sắc

Câu 15: Chọn phát biểu sai:

• A. Cảm giác về độ to của âm không tăng tỉ lệ với cường độ âm
• B. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm
• C. Âm có tần số 1000 Hz cao gấp đôi âm có đồ thị tần số 500 Hz
• D. Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của mỗi nguồn âm

Câu 16: Chọn phát biểu đúng

• A. Âm do con người phát ra có đồ thị dao động là đường hình sin
• B. Âm do đàn ghi-ta phát ra có đồ thị dao động âm là đường hình sin
• C. Sóng âm không có đặc tính vật lí, chỉ có các đặc tính sinh lí
• D. Hai âm có cường độ như nhau vẫn có thể có độ to khác nhau

Câu 17: Một ống sáo có một đầu hở phát ra âm cơ bản tần số 650 Hz. Hoạ âm hình thành trong ống sáo không có giá trị nào sau đây

• A. 2600 Hz
• B. 1950 Hz
• C. 3250 Hz
• D. 5850 Hz

Câu 18: Đối với âm cơ bản và hoạ âm bậc 2 của cùng một dây đàn phát ra thì

• A. hoạ âm bậc 2 có cường độ lớn gấp 2 lần cường độ âm cơ bản
• B. tần số hoạ âm bậc 2 lớn gấp đôi tần số âm cơ bản
• C. tần số âm cơ bản lớn gấp đôi tần số hoạ âm bậc 2
• D. vận tốc truyền âm cơ bản gấp đôi vận tốc truyền hoạ âm bậc 2

Câu 19: Một người đứng cách nguồn phát âm 8m khi công suất nguồn là P. Khi công suất nguồn giảm một nửa, người đó lại gần nguồn một đoạn bằng bao nhiêu để cảm nhận độ to như cũ

• A. 42–√ m
• B. 4 m
• C. 2 m
• D. 4(2−2–√) m

Câu 20: Hai nhạc cụ cùng phát ra một âm cơ bản nhưng có số các họa âm và cường độ của các họa âm khác nhau thì các âm tổng hợp không thể giống nhau về

• A. độ to
• B. cường độ âm
• C. âm sắc
• D. mức cường độ âm.

Trên đây là nội dung bài học Đặc trưng sinh lí của âm? Lý thuyết về sóng âm do thầy cô trường THCS Bình Chánh biên soạn và tổng hợp. Hy vọng sẽ giúp các em hiểu rõ nội dung bài học và từ đó hoàn thành tốt bài tập của mình. Đồng thời luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra sắp tới. Chúc các em học tập thật tốt.

Đăng bởi THCS Bình Chánh trong chuyện mục Học tập