Lớp 12Vật Lý

Hai âm thanh có âm sắc khác nhau là do chúng

Câu hỏi: Hai âm thanh có âm sắc khác nhau là do chúng

A. khác nhau về tần số và biên độ của các họa âm. 

B. khác nhau về đồ thị dao động âm.

Bạn đang xem: Hai âm thanh có âm sắc khác nhau là do chúng

C. khác nhau về tần số.         

D. khác nhau về chu kỳ của sóng âm.

Trả lời:

Đáp án đúng: B. khác nhau về đồ thị dao động âm.

Cùng THPT Ninh Châu tìm hiểu về các âm sắc nhé!

I. Âm thanh

– Âm thanh là các dao động cơ học (biến đổi vị trí qua lại) của các phân tử, nguyên tử hay các hạt làm nên vật chất và lan truyền trong vật chất như các sóng. Âm thanh, giống như nhiều sóng, được đặc trưng bởi tần số, bước sóng, chu kỳ, biên độ và vận tốc lan truyền (tốc độ âm thanh).

– Âm thanh thực ra là một hiện tượng vật lý đơn giản được tạo ra bởi sự rung động của vật thể, và sự rung động đó lan truyền qua một môi trường trung gian đến tai người nghe.

– Đối với thính giác của người, âm thanh thường là sự dao động, trong dải tần số từ khoảng 16 Hz đến khoảng 20000 Hz, của các phân tử không khí, và lan truyền trong không khí, va đập vào màng nhĩ, làm rung màng nhĩ và kích thích bộ não. 

– Tuy nhiên âm thanh có thể được định nghĩa rộng hơn, tuỳ vào ứng dụng, bao gồm các tần số cao hơn hay thấp hơn tần số mà tai người có thể nghe thấy, không chỉ lan truyền trong không khí mà còn truyền trong bất cứ vật liệu nào. Trong định nghĩa rộng này, âm thanh là sóng cơ học và theo lưỡng tính sóng hạt của vật chất, sóng này cũng có thể coi là dòng lan truyền của các hạt phonon, các hạt lượng tử của âm thanh.

II. Các thuộc tính của âm thanh

1. Tần số:

– Tần số của một số âm đơn là số lần dao động của không khí truyền dẫn âm trong một dây đồng hồ.  Tần số biểu thị độ cao của âm thanh, tiếng trầm có tần số thấp, tiếng bổng có tần số cao. Tần số âm thanh có đơn vị là Héc (Hz).

– Tai người có thể nghe thấy được các tần số thấp tới 15 Hz và tần số cao tới 20.000 Hz. Dải tần số 16Hz đến 20.000 Hz gọi là siêu âm.

2. Áp suất âm hay áp suất âm thanh

Là chênh lệch áp suất cục bộ so với áp suất khí quyển trung bình gây ra bởi một sóng âm. Áp suất âm trong không khí có thể được đo bằng microphone, và trong nước bằng cách dùng hydrophone. Đơn vị Sl cho áp suất âm p là pascal (ký hiệu: Pa).

3. Công suất âm thanh

Công suất âm thanh là năng lượng âm thanh đi qua một diện tích S trong một thời gian giây.

Công suất âm thanh P có thể tính bằng công thức:

P =  psv.

Trong đó:

p là thanh áp, 

v là tốc độ dao động của một phần tử không khí tại đó 

S là diện tích. Công suất âm thanh tính theo oát (W).

4. Cường độ âm thanh

Cường độ âm thanh là công suất âm thanh đi qua một đơn vị diện tích là 1cm2.

I = pv

– Ba đại luợng áp suất âm thanh, công suất âm thanh, cờng độ âm thanh gắn liền với nhau: P = IS – pvs. Cả ba đều biểu thị độ lớn nhỏ của âm thanh. Âm thanh có năng lượng càng lớn thì công suất, cờng độ và áp suất của âm thanh càng lớn.

III. Đặc trưng sinh lí của âm

1. Âm sắc

– Trong âm nhạc, âm sắc được biết là phẩm chất của một nốt nhạc hoặc âm thanh. Âm sắc giúp phân biệt làm những loại nhạc cụ khác nhau. Những tính chất vật lý của âm thanh ảnh hưởng đến sự nhận thức âm sắc bao gồm phổ âm và cường độ.

– Trong thanh âm học, âm sắc được biết đến như là “chất lượng” âm thanh hay “màu sắc” của âm thanh.

Ví dụ, âm sắc là cái mà người ta có thể dùng để phân biệt một kèn saxophone và một kèn trumpet trong một nhóm chơi nhạc Jazz, ngay cả khi cả hai loại nhạc cụ này đang chơi những nốt nhạc có cùng cường độ và cao độ.

2. Độ cao của âm:

Là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với tần số âm. Độ to của âm có liên quan đến tần số của âm. Âm nghe càng thanh (cao) khi tần số càng lớn. Âm nghe càng trầm (thấp) khi tần số càng nhỏ.

3. Độ to của âm:

– Độ to của âm chỉ là một khái niệm nói về đặc trưng sinh lí của âm gắn liền 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 dược. 

– 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/m . Tai nghe có cảm giác nhức nhối đối với mọi tần số.

IV. Bài tập ví dụ

Bài 1: Hai họa âm liên tiếp do một dây đàn phát ra có tần số hơn kém nhau 56 Hz, họa âm thứ ba có tần số bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Hai họa âm liên tiếp nhau là → (k+1)f0 – kf= 56 → f0 = 56 Hz

Họa âm thứ 3 có tần số f3 = 3f0 = 3.56 = 168 Hz

Bài 2: Mức cường độ âm tại vị trí cách loa 1m là 55 dB. Một người xuất phát từ loa, đi ra xa nó thì thấy rằng khi cách loa 100 m thì không còn nghe được âm do loa đó phát ra nữa. Lấy cường độ âm chuẩn là  coi sóng âm do loa đó phát ra là sóng cầu. Xác định ngưỡng nghe của tai người này

A. 15 dB

B. 95 dB

C. 10 dB

D. 100 dB

Bài giải:

Hai âm thanh có âm sắc khác nhau là do chúng (ảnh 2)

Bài 3: Một người đứng cách nguồn âm một khoảng d thì cường độ âm là I. Khi người đó tiến ra xa nguồn âm một đoạn 40m thì cường độ âm giảm chỉ còn I/9 . Tính khoảng cách d.

A. 20m

B. 10m

C. 60m

D. 30m

Hai âm thanh có âm sắc khác nhau là do chúng (ảnh 3)

Đăng bởi: THPT Văn Hiến

Chuyên mục: Lớp 12, Vật Lý 12

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button