Nếu bạn là người yêu thích bộ môn vật lý THPT thì chắc hẳn không còn quá xa lạ về những khái niệm, tính chất và đặc điểm của sóng âm. Trên thực tế, những lý thuyết của Loại sóng trong vật lý này được áp dụng rất nhiều trong cuộc sống của con người. Hãy cùng tìm hiểu nhanh về những thông tin cơ bản nhé!
Sóng âm là gì?
Dựa vào kiến thức vật lý THPT, sóng âm là một loại sóng cơ học có thể truyền được trong các môi trường rắn, lỏng và khí. Loại sóng trong vật lý này được chia làm hai loại chính là sóng dọc và sóng ngang mang những tính chất và đặc điểm khác nhau.
Khi có sóng âm được phát ra thì sẽ truyền đến tai người, sau đó sẽ truyền đến dây thần kinh và tạo cảm giác về âm thanh. Ví dụ như khi bạn gảy một cây đàn ghi ta thì sẽ tạo ra âm thanh truyền trong không khí đến tai người. Khi đó thì dây đàn tạo ra âm thanh được coi là nguồn âm và âm thanh truyền đến ta là sóng âm.
Trong thực tế, sóng âm có rất nhiều ứng dụng được áp dụng vào nhiều lĩnh vực và là phương pháp vô cùng tuyệt vời và an toàn cho con người. Những ứng dụng của loại sóng này phổ biến nhất phải kể đến chính là siêu âm trong lĩnh vực y tế, sóng siêu âm trong thám hiểm dưới nước, sóng siêu âm áp dụng cho việc làm sạch…
Phân loại sóng âm
Dựa vào những đặc điểm cơ bản mà sóng âm được chia thành 3 loại khác nhau là âm nghe được, hạ âm và siêu âm.
Tìm hiểu về âm nghe được
Âm nghe được là loại sóng âm có tần số dao động từ 16Hz đến 20000Hz và tai người có thể cảm nhận và nghe được. Nhưng trên thực tế thì không phải ai cũng có khả năng nghe được những âm thanh trong khoảng của âm nghe được.
Khả năng nghe được âm thanh còn phụ thuộc vào những yếu tố sinh lý của tai như màng nhĩ… Chính những điều này mà sẽ khiến bạn cảm nhận được âm thanh từ sóng sẽ khác nhau.
Tìm hiểu về hạ âm
Hạ âm là sóng âm có tần số mang giá trị nhỏ hơn 16Hz. Trái ngược với âm nghe được thì đối với hạ âm, con người không thể nghe và cảm nhận được loại âm thanh này. Bạn có thể tham khảo một số ví dụ thực tế sử dụng hạ âm của những con vật như cá heo, cá voi, hà mã, tê giác…
Hạ âm sẽ không gây ảnh hưởng đến con người nhưng nếu bạn không chú ý và cẩn thận với những đồ vật phát ra hạ âm trong căn nhà mình thì rất dễ gặp nguy hiểm. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng hạ âm có thể gây con người nhiều cảm giác mơ hồ và kì lạ. Nếu con người tiếp nhận quá nhiều âm thanh hạ âm thì cũng sẽ có những cảm giác đau đầu và mệt mỏi.
Tìm hiểu về loại sóng siêu âm
Siêu âm là loại sóng âm nhưng có tần số lớn hơn cả 20.000Hz. Mặc dù con người không thể cảm nhận được loại sống này nhưng một số con vật quanh ta như dơi, chó, cá heo thì hoàn toàn có thể nghe được.
Trong ba loại sóng âm, siêu âm được coi là một loại sóng được xuất hiện rất nhiều trên các diễn đàn thông tin khoa học và mang lại rất nhiều giá trị đối đã được công nhận có nhiều ứng dụng vào cuộc sống trên thế giới.
Một số ứng dụng về siêu âm mà bạn chắc chắn đừng nên quả qua là ứng dụng trong công nghiệp, truyền thông, y học… Bên cạnh đó loại sóng này còn được sử dụng với mục đích trong y học với những ca chẩn đoán, vệ sinh dụng cụ, kháng khuẩn dụng cụ…
Đặc tính của sóng âm nghe được, siêu âm và hạ âm
Mỗi loại sóng âm sẽ có những đặc tính riêng biệt khác nhau. Trong 3 loại sóng trong vật lý này thì con người chỉ có thể nghe được loại sóng từ 16Hz đến 20000Hz. Bên cạnh đó, hạ âm và siêu âm sẽ chỉ nghe được bởi một số con vật như dơi, voi, cá heo…
Hạ âm là loại sóng có tần số nhỏ nhất, giá trị dưới 16Hz. Đối với âm nghe được thì sẽ có tần số từ 16Hz đến 20.000Hz. Nếu trên 20.000Hz thì sẽ được coi là siêu âm. Bạn có thể dựa vào bảng giá trị tần số này mà có thể dự đoán được âm thanh của mình là loại âm nào.
Sự truyền âm của sóng cụ thể ra sao?
Sự truyền âm của sóng âm phụ thuộc vào hai yếu tố chính là môi trường và tốc độ khi truyền âm. Chính vì vậy mà không phải một âm thanh nào có cùng tốc độ mà lại được nghe giống nhau khi đặt ở hai môi trường khác nhau.
Môi trường truyền âm là một yếu tố vô cùng quan trọng đối với khả năng truyền sóng âm của âm thanh. Con người có thể cảm nhận và nghe thấy âm thanh ở trong môi trường rắn, lỏng và khí.
Bên cạnh đó, một số chất liệu có tác dụng truyền âm kém phổ biến mà bạn cần phải biết như xốp, bông, len… Đây chính là lý do mà những loại chất liệu này được sử dụng phổ biến nhiều trong thiết kế xây dựng, đặc biệt là những phòng karaoke, nhà hát, rạp chiếu phim…
Tốc độ truyền âm sẽ phụ thuộc nhiều nhất vào yếu tố môi trường. Để xác định được tốc độ truyền âm và hiểu rõ về yếu tố này thì bạn cần phân tích dựa vào tính chất cấu tạo, độ đàn hồi, nhiệt độ…
Điểm nổi bật của sóng âm chính là có tần số không thay đổi dù bạn có thay đổi về yếu tố môi trường của sóng. Khi truyền âm thanh vào những môi trường khác nhau thì sẽ có tốc độ khác nhau và được xếp lần lượt từ cao đến tháp là rắn, lỏng, khí.
Đặc trưng của sóng âm về mặt vật lý
Trong tính chất của loại sóng này đặc trưng vật lý và đặc trưng sinh học có mối quan hệ khá mật thiết và liên quan đến nhau. Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết ngày hôm nay về những đặc trưng vật lý cơ bản của sóng .
Sóng âm là đại lượng đo lường
Bên cạnh những đại lượng như m, km… thì sóng âm cũng được coi là một đại lượng đo lường. Điểm đặc biệt của tính chất vật lý này chính là khả năng tai người có thể cảm nhận được thêm một đặc trưng sinh lý khác của âm.
Đặc trưng về tần số âm
Tần số âm của sóng âm được kí hiệu là f. Đối với âm nghe được càng lớn thì càng cao. Ngược lại, nếu âm lượng bạn trình bày quá nhỏ thì tông giọng sẽ được chuyển thành dạng giọng trầm.
Đặc trưng về cường độ âm
Trong sóng này cường độ âm được ký hiệu là I. Đây chính là năng lượng A mà được truyền qua bởi loại sóng trong vật lý này qua 1 đơn vị diện tích S. Điểm đặt tại S sẽ yêu cầu bạn phải vuông góc với phương truyền sao cho đảm bảo về mặt đơn vị thời gian.
Một số công thức giúp bạn tính cường độ âm là I = A/t.S = P/S. Đơn vị của cường độ âm là oát/mét vuông.
Đặc trưng về mức cường độ âm
Mức cường độ âm trong sóng âm được kí hiệu là L và được tính bằng công thức của logarit giữa I và I0. Trong đó, I là cường độ âm mà con người nghe được nhỏ nhất và I0 là cường độ âm chuẩn ban đầu có thể được đề cập ngay trong đề bài. Vậy mức cường độ âm có tác dụng là gì? Mức cường độ âm cho biết khoảng cách giữa I và I0.
Đặc trưng của đồ thị dao động
Đồ thị dao động âm là cách thể hiện những họa âm trong một nhạc âm. Trong một nhạc cụ phát ra thì sẽ có nhiều tầng âm khác nhau và được gọi là họa âm thứ k. Đồ thị dao động sóng âm của nhiều nhạc cụ khác nhau nếu do nhiều nhạc cụ khác nhau phát ra dù có cùng tần số hoặc biên độ.
Tổng kết
Hy vọng những thông tin về khái niệm và những đặc trưng cơ bản của sóng âm đã giúp bạn có thêm thật nhiều kiến thức về chủ đề này. Hãy áp dụng những kiến thức về loại sóng trong vật lý vào trong cuộc sống để có thể hiểu rõ và gia tăng hứng thú với những chủ đề liên quan đến vật lý nhé!
