Lý thuyết đặc trưng vật lí của âm

ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM

1. Khái niệm sóng âm

Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi trường khí, lỏng, rắn. 

2. Nguồn âm

- Nguồn âm là các vật dao động. Tần số dao động của nguồn cũng là tần số của sóng âm.

- Trong mỗi môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định.

3. Phân loại: 

- Âm nghe được(âm thanh): Là những sóng âm gây ra cảm giác âm với màng nhĩ, có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz.

- Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm, tai người không nghe được nhưng voi, chim bồ câu,.. vẫn có thể nghe được hạ âm.

- Âm có tần số trên 20000 Hz gọi là siêu âm, tai người không nghe được nhưng chó, dơi, cá heo,.. vẫn có thể nghe được siêu âm.

4. Sự truyền âm:

+ Âm chỉ truyền qua được các môi trường rắn, lỏng, khí, không truyền được trong chân không.

+ Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với vận tốc xác định:  vr > vl > vk

5. Đặc trưng vật lí của âm

-  Tần số dao động của âm: f

- 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 sóng trong một đơn vị thời gian; đơn vị W/m2:

I=WSt=PS=P4πr2$I=\frac{\mathrm{W}}{St}=\frac{P}{S}=\frac{P}{4\pi r^2}$ .

- Mức cường độ âm:  L=lgII0$L=lg\frac{I}{I_0}$ với I0 là chuẩn cường độ âm (âm rất nhỏ vừa đủ nghe, thường lấy chuẩn cường độ âm I0 = 10-12 W/m2 với âm có tần số 1000 Hz)

Đơn vị của mức cường độ âm là ben (B). Trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1 B.

Với I0$I_0$ là cường độ âm chuẩn : I0=10−12W/m2$I_0={10}^{-12}W/m^2$

6. Tạp âm và nhạc âm

- Tạp âm: là những âm không có tần số xác định.

- Nhạc âm là âm có tần số xác định và thường kéo dài.

7. Nhạc cụ

Khi cho một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f0, gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số là một số nguyên lần âm cơ bản 2f0, 3f0,... Các âm này gọi là các họa âm thứ hai, họa âm thứ ba,...

8. Sơ đồ tư duy về đặc trưng vật lí của âm - Vật lí 12