GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH 2012 VẤN ĐẾ 4 : SÓNG ÂM 1/ Sóng âm Là sóng cơ học mà tai con người có thể cảm nhận được. Sóng âm có tần số nằm trong khoảng từ 16Hz đến 20000Hz ( con người có thể nghe được ) Âm có f > 20.000 Hz gọi là siêu âm , Âm có f < 16 Hz gọi là hạ âm VD 1 : Chọn câu sai về sóng âm : A. Sóng âm truyền được trong môi trường đàn hồi. B. Vận tốc truyền âm còn phụ thuộc vào môi trường đàn hồi. C. Sóng âm truyền được cả trong chân không. D. Vận tốc truyền âm thay đổi theo nhiệt độ. VD 2 : Sóng cơ lan truyền trong không khí với cường độ đủ lớn, tai con người có thể cảm nhận được sóng cơ nào sau đây : A. Sóng cơ học có chu kỳ 2 s μ B. Sóng cơ học có chu kỳ 2 ms C. Sóng cơ học có tần số 30 KHz D. Sóng cơ có tần số 10 Hz 2/ Dao động âm Là dao động cơ học có tần số trong khoảng nói trên. Nguồn âm là bất kì vật nào phát ra sóng âm. 3/ Môi trường truyền âm- vận tốc âm Vì sóng âm là một loại sóng cơ học nên nó cũng có các đặc trưng như những loại sóng khác, tức là cũng gây ra các hiện tượng phản xạ, giao thoa, vv… Tuy nhiên do còn có sự cảm nhận riêng của tai con người nên sóng âm còn có thêm các đặc trưng sinh lí 4/ Các đặc trưng vật lí (khách quan) của âm thanh - Tần số âm : từ 16Hz đến 20000Hz - Cường độ âm và mức cường độ âm - Cường độ âm I tại một điểm là năng lượng truyền trong 1 đơn vị thời gian qua 1 đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm tại điểm đó. - Biểu thức tính (xét cho sóng cầu có 2 4SR π = ) : 2 I .4πRt E EP St S = == Đơn vị : W/m 2 VD : Đơn vị đo cường độ âm là : A. Niutơn trên mét vuông ( N/m 2 ) B. Oát trên mét vuông ( W/m 2 ) C. Ben ( B ) D. Oát trên mét ( W /m ) 5/ Mức cường độ âm L là đại lượng đo bằng loga thập phân của tỉ số giữa cường độ âm I tại điểm đang xét và cường độ âm chuẩn I 0 ( I 0 = 10 -12 W/m 2 ứng với tần số f = 1000Hz ) L (B) = 0 I log I Đơn vị của L là ben (B) Nếu dùng đơn vị đêxiben (1dB = 0,1 B) thì L(dB) = 10.log 0 I I Chú ý : Định luật bảo toàn năng lượng ⇒ W = I 1 S 1 = I 2 S 2 2 12 2 21 1 R R IS IS ⎛⎞ ⇒== ⎜⎟ ⎝⎠ Từ L = 10lg 10 0 0 10 L I II I ⎛⎞ ⎜⎟ ⎝⎠ ⎛⎞ ⇒= ⎜⎟ ⎝⎠ và Đt : 0914449230 Email : minhnguyen249@yahoo.com 1 21 2 21 00 1 10lg 10lg 10lg I II LL I II −= − = Tức là khi cường độ âm I tăng (giảm) 10 n thì mức cường độ âm L sẽ cộng thêm (trừ đi) 10n dB 6/ Các đặc trưng sinh lí (chủ quan) của âm thanh - Độ cao : là một đăch trưng sinh lí của âm, phụ thuộc vào tần số âm - Âm cao (thanh) là âm có tần số âm lớn - Âm thấp (trầm) là âm có tần số âm nhỏ Độ thấp hay cao của âm còn được hiểu qua sự trầm hay bổng của âm - Âm sắc : là một đặc trưng sinh lí của âm, phụ thuộc vào tần số âm, biên độ sóng âm và các thành phần cấu tạo của âm, tức là phụ thuộc đồ thị dao động của âm - Độ to : là một đặc trưng sinh lí của âm, phụ thuộc vào mức cường độ âm L và tần số âm - Giá trị cường độ âm I bé nhất mà tai con người còn cảm nhận được gọi là ngưỡng nghe - Giá trị I nào đó đủ lớn làm tai nghe có cảm giác nhức nhối, đau đớn gọi là ngưỡng đau ( I ~ 10 W/m 2 ⇔ L ~ 130dB) - Miền I nằm trong khoảng ngưỡng nghe và ngưỡng đau gọi là miền nghe được GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH 2012 Câu 1 : Sóng âm thanh là sóng A. dọc khi truyền trong không khí. B. có tần số f < 16 Hz C. có tần số f > 20.000 Hz D. chỉ truyền được trong không khí. Câu 2 : Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Âm có cường độ lớn thì tai ta có cảm giác âm đó "to". B. Âm có cường độ nhỏ thì tai ta có cảm giác âm đó "bé". C. Âm có tần số lớn thì tai ta có cảm giác âm đó "to". D. Âm "to" hay "nhỏ" phụ thuộc vào mức cường độ âm và tần số âm. Câu 3 : Âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra luôn luôn khác nhau về: A. Độ cao B. Độ to C. Âm sắc D. Tất cả đúng. Câu 4 : Độ cao của âm phụ thuộc vào : A. biên độ dao động của âm B. năng lượng của âm C. chu kỳ dao động của âm D. tốc độ truyền sóng âm Câu 5 : Chọn câu đúng. Độ to của âm phụ thuộc vào: A. Tần số và biên độ âm. B. Tần số âm và mức cường độ âm. C. Bước sóng và năng lượng âm. D. Vận tốc truyền âm. Câu 6 : Miền nghe được phụ thuộc vào : A. Độ cao của âm B. Âm sắc của âm C. Độ to của âm D. Năng lượng của âm. Câu 7 : Đại lượng nào sau đây khi quá lớn sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe và thần kinh của con người : A. Tần số âm B. Âm sắc của âm C. Mức cường độ âm D. Biên độ của âm. Câu 8 : Âm trầm là âm có: A. Biên độ dao động nhỏ. B. Năng lượng âm nhỏ. C. Tần số dao động nhỏ. D. Tất cả đúng. Câu 9 : Chọn câu đúng. 1 trong những yêu cầu của các phát thanh viên về đặc tính vật lý của âm là: A. Tần số âm nhỏ. B. Tần số âm lớn. C. Biên độ âm lớn. D. Biên độ âm bé. Câu 10 : Trong các yếu tố sau, yếu tố nào là đặc trưng sinh lí của âm ? A. Biên độ B. Năng Lượng C. Âm sắc D. Tần số Câu 11 : Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì bước sóng sẽ : A. Tăng vì tốc độ tăng B. Giảm vì tốc độ giảm C. Không đổi D. Tăng vì tốc độ giảm Câu 12 (TN – 2011) : Cho các chất sau: không khí ở 0 0 C, không khí ở 25 0 C, nước và sắt. Sóng âm truyền nhanh nhất trong A. không khí ở 25 0 C B. nước C. không khí ở 0 0 C D. sắt Câu 13 : Một lá thép rung động với chu kỳ 160 ms. Âm thanh do nó phát ra sẽ : A. nghe được B. không nghe được C. là sóng siêu âm D. là sóng ngang. Bài tập tự luận Đt : 0914449230 Email : minhnguyen249@yahoo.com 2 2 2 2 Bài 1 : Tính mức cường độ âm của sóng âm có cường độ : a/ b/ c/ d/ e/ 10 2 10 W/m − 8 10 W/m − 3 10 W/m − 5 10 W/m − 72 10 W/m − ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. Bài 2 : Mức cường độ âm tại một điểm là 40 dB. Tìm cường độ âm tại đó ? (ĐS : ) 82 10 W/m − ………………………………………………………………………………………………………………………… Bài 3 : Mức cường độ âm tại một điểm là 6 dB. Tìm cường độ âm tại đó ? (ĐS : ) 62 10 W/m − Bài 4 : Mức cường độ âm nào đó tăng thêm 4B. Hỏi cường độ âm tăng lên bao nhiêu lần ? (ĐS : 10 lần ) ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. Bài 5 : Mức cường độ âm nào đó tăng thêm 30 dB. Hỏi cường độ âm tăng lên bao nhiêu lần ? (ĐS : 1000 lần ) ………………………………………………………………………………………………………………………… GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH 2012 Bài 6 : Người ta đo mức cường độ âm tại hai điểm A và B lần lượt là 80 dB và 60 dB. Tính tỉ số I A /I B ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. Bài 7 : Một sóng âm hình cầu được phát ra từ nguồn có công suất 2W. Giả sử năng lượng phát ra được bảo toàn. Tìm : a/ Cường độ âm tại điểm M cách nguồn một đoạn 1m (ĐS : I = 0,159 W/m 2 ) b/ Mức cường độ âm tại M. (ĐS : 112dB) ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Bài 8 : Nếu cường độ âm tăng lên 10000 lần thì độ to của âm thay đổi thế nào ? (L = 40 dB) ………………………………………………………………………………………………………………………… Bài 9 : Hai cây đàn ghita giống nhau cùng hòa tấu một bản nhạc. Mỗi chiếc đàn phát ra âm có mức cường độ âm trung bình là 60 dB. Hỏi mức cường độ âm tổng cộng do hai chiếuc đàn cùng phát ra là bao nhiêu ? (ĐS tăng 3dB) ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. Đt : 0914449230 Email : minhnguyen249@yahoo.com 3 2 Bài 10 : Tiếng ồn gõ bàn phím của máy vi tính trong một công ty có cường độ . Giả sử trong phòng làm việc có ba nhân viên cùng đang làm trên phím giống hệt nhau thì mức cường độ âm tổng cộng là bao nhiêu ? 5 10 W/m − ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. Bài 11 : Ở khoảng cách R 1 = 10m trước một chiếc loa, mức cường độ âm là L 1 = 10B. Tính cường độ âm I 2 tại điểm nằm trước loa một khoảng R 2 = 1000m. Biết sóng do loa phát ra lan tỏa dưới dạng cầu. (ĐS : ) 62 10 W/m − ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………… Bài 12 : Một điểm A nằm cách nguồn âm S một khoảng SA = 1 m, mức cường độ âm là 90 dB. a/ Tính cường độ âm tại điểm A. b/ Tính công suất nguồn ? Bài 13 : Mức cường độ âm do nguồn S gây ra tại điểm M là L. Cho nguồn S dịch chuyển ra xa cách vị trí ban đầu một khoảng d thì mức cường độ âm giảm 7 dB. a/ Tính khoảng cách từ M đến S. Cho d = 62 m. (ĐS : MS = R = 50 m ) b/ Biết mức cường độ âm tại M là 73dB. Tìm công suất nguồn ? (ĐS : 25.10 -12 W) ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… GV : Nguyễn Vũ Minh LTĐH 2012 Đt : 0914449230 Email : minhnguyen249@yahoo.com 4 Bài 14 : Một người đứng cách xa nguồn âm một khoảng d thì cường độ âm là I. Khi người đó tiến ra xa nguồn âm thêm một đoạn 30m thì cường độ âm giảm đi 4 lần. Tính khoảng cách ban đầu d ? (ĐS : d = 30m) ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Trắc nghiệm : Câu 1 (TN – 2011) : Một sóng âm truyền trong một môi trường. Biết cường độ âm tại một điểm gấp 100 lần cường độ âm chuẩn của âm đó thì mức cường độ âm tại điểm đó là : A. 50dB B. 20dB C.100dB D.10dB Câu 2 (ĐH – 2010) : Ba điểm O, A, B cùng nằm trên một nửa đường thẳng xuất phát từ O. Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng trong không gian, môi trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại A là 60dB, tại B là 20dB. Mức cường độ âm tại trung điểm M của đoạn AB là A. 40dB B. 34dB C. 26dB D. 17dB ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 3 (CĐ – 2011) : Trong môi trường truyền âm, tại hai điểm A và B có mức cường độ âm lần lượt là 90 dB và 40 dB với cùng cường độ âm chuẩn. Cường độ âm tại A lớn gấp bao nhiêu lần so với cường độ âm tại B? A. 2,25 lần B. 1000 lần C. 100000 lần D. 3600 lần ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 4 (ĐH – 2009) : Một sóng âm truyền trong không khí. Mức cường độ âm tại điểm M và tại điểm N lần lượt là 40 dB và 80 dB. Cường độ âm tại N lớn hơn cường độ âm tại M A. 1000 lần. B. 10000 lần. C. 2 lần. D. 40 lần. ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 5 : Cho cường độ âm chuẩn I 0 = 10 -12 W/m 2 . Với âm có mức cường độ 70 dB thì âm này có cường độ A. 5.10 -11 W/m 2 . B. 10 -5 W/m 2 . C. 5.10 -7 W/m 2 . D. 7.10 -5 W/m 2 . Câu 6 : Một nguồn âm N phát âm đều theo mọi hướng. Tại điểm A cách N 10 m có mức cường độ âm L 0 (dB) thì tại điểm B cách N 20m mức cường độ âm là A. L 0 – 4(dB). B. L /4 (dB). C. L /2 (dB) D. L 0 – 6(dB). 0 0 ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………… Câu 7 : Khi cường độ âm tăng 1000 lần thì mức cường độ âm tăng A. 0,3 dB. B. 3 dB. C. 100 dB. D. 1000 dB. Câu 8 : Hai mức cường độ âm chênh lệch nhau 20dB thì tỉ số cường độ âm của chúng là : A. 10 B. 20 C. 100 D. 1000 Câu 9 : Tiếng la hét 100 dB có cường độ lớn gấp tiếng nói thầm 20 dB bao nhiêu lần ? A. 5 lần B. 80 lần C. 10 6 lần D. 10 8 lần . người nên sóng âm còn có thêm các đặc trưng sinh lí 4/ Các đặc trưng vật lí (khách quan) của âm thanh - Tần số âm : từ 16Hz đến 20000Hz - Cường độ âm và mức cường độ âm - Cường độ âm I tại. biên độ âm. B. Tần số âm và mức cường độ âm. C. Bước sóng và năng lượng âm. D. Vận tốc truyền âm. Câu 6 : Miền nghe được phụ thuộc vào : A. Độ cao của âm B. Âm sắc của âm C. Độ to của âm D thuộc vào tần số âm - Âm cao (thanh) là âm có tần số âm lớn - Âm thấp (trầm) là âm có tần số âm nhỏ Độ thấp hay cao của âm còn được hiểu qua sự trầm hay bổng của âm - Âm sắc : là một đặc