Sóng âm là khái niệm không quá xa lạ với chúng ta trong môn Vật lý 12. Sóng âm được ứng dụng rất nhiều trong đời sống nhưng không phải ai cũng biết đến loại sóng này. Chính vì vậy, trong bài viết này thapgiainhietliangchi sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết về loại sóng này nhé.
Sóng âm là gì?
Sóng âm là loại sóng cơ học không truyền đi được trong môi trường chân không, chỉ có thể truyền trong môi trường vật chất (rắn, lỏng, khí). Trong đó:
- Tần số của loại sóng âm được gọi là tần số âm.
- Nguồn âm là những vật dao động và phát ra âm thanh.
Ví dụ về sóng âm như: Khi đánh đàn piano chúng ta sẽ thấy âm thanh được phát ra từ những phím đàn. Như vậy, phần phím đàn là nguồn âm còn phần âm thanh phát ra truyền đến tai chúng ta chính là sóng âm.
Trong môi trường rắn, lỏng, khí có mật độ phần tử vật chất còn môi trường chân không thì không có. Do đó, sóng âm không thể truyền được trong môi trường chân không.
Chính vì vậy chúng ta có thể nói, tốc độ truyền âm phụ thuộc vào bản chất của môi trường truyền âm. Còn tần số âm sẽ không bị thay đổi khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác.
Phân loại sóng âm
Hiện nay, người ta phân chia sóng âm dựa vào 2 yếu tố đó là: đặc điểm tần số và độ lớn tần số. Dựa vào 2 yếu tố này, sóng âm được phân thành các loại sau:
Phân loại theo đặc điểm tần số
Dựa vào các đặc điểm của tần số sẽ có các loại sóng như sau:
- Nhạc âm: Là những âm có tần số xác định, âm thanh phát ra khiến người nghe có cảm giác dễ chịu. Ví dụ như: Tiếng người, tiếng hát, âm thanh được phát ra từ các loại nhạc cụ…
- Tạp âm: Bao gồm những âm thanh không có tần số xác định. Ví dụ như: tiếng còi xe, tiếng ồn giữa đám đông hay tiếng máy móc làm việc…
Phân loại dựa theo độ lớn tần số
- Sóng hạ âm: Là những tần số nhỏ hơn 16Hz.
- Âm nghe được: Có tần số từ 16Hz – 20.000Hz.
- Sóng siêu âm: là các tần số lớn hơn 20.000Hz.
Xem thêm: Sóng dừng là gì? Tính chất, điều kiện, công thức sóng dừng
Những đặc trưng vật lý của sóng âm là sóng gì?
Dưới đây là một số đặc trưng nhất định của sóng âm lý 12 bạn cần nắm được:
Tần số âm
Tần số âm sinh ra do dao động từ nguồn âm, âm trầm sẽ có tần số nhỏ, âm cao có tần số lớn. Đơn vị của tần số âm là Hz, có giới hạn trong khoảng từ 16Hz – 20.000Hz.
Cường độ âm
Ta có công thức tính cường độ âm của sóng âm như sau:
Tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, nằm vuông góc với phương truyền âm trong một đơn vị thời gian nhất định. Khi đó ta gọi đó là cường độ âm ký hiệu là I, đơn vị W/m².
Xét âm truyền theo phương vuông góc với diện tích S. W là lượng năng lượng mà sóng âm truyền qua S trong thời gian t giây. Chúng ta sẽ tính được cường độ âm như sau: I=WS.t
Trong trường hợp, khi có một nguồn âm có kích thước nhỏ phát ra sóng âm ở mọi hướng. Khi đó ta có công thức tính cường độ âm là:
P: là công suất của nguồn âm
r: là khoảng cách từ điểm xét đến nguồn âm
Mức cường độ âm
Để thiết lập thang bậc về cường độ âm, người ta đã đưa ra khái niệm về mức cường độ âm. Mức cường độ âm này sẽ được đo bằng logarit thập phân của tỉ số giữa cường độ âm đang xét và cường độ âm chuẩn. Dưới đây là công thức mức cường độ âm:
Với:
Trong đó:
- L là mức cường độ âm tại điểm đang xét, đơn vị mức cường độ âm là Ben, ký hiệu B.
- L0 là cường độ âm chuẩn nhất của tần số f=1000Hz
Xem thêm: Mạch dao động là gì? Nguyên lý, đặc điểm, công thức mạch dao động
Một số câu hỏi thường gặp về sóng âm là gì?
Bên cạnh những khái niệm, công thức sóng âm chúng ta cùng tìm hiểu thêm về sóng âm qua những câu hỏi thường gặp sau nhé:
Sóng âm là sóng gì, sóng dọc hay sóng ngang?
Tùy theo môi trường mà loại sóng này có thể truyền đi mà chúng sẽ là sóng dọc hoặc sóng ngang. Cụ thể:
- Trong môi trường chất lỏng và khí, nó sẽ là sóng dọc.
- Khi ở trong môi trường chất rắn, sóng âm có thể là sóng ngang hoặc là sóng dọc.
Sóng siêu âm là gì? Nó có hại không?
Thuật ngữ sóng siêu âm được dùng để mô tả âm thanh rung động nhanh hơn so với mức mà tai người nghe có thể phát hiện được. Loại sóng này sẽ có nhiều lợi ích, đồng thời cũng tồn tại một số tác hại nhất định.
- Đối với nam giới nếu tiếp xúc thường xuyên, hàng ngày với loại sóng này thường xuyên có thể vô sinh.
- Các bà bầu đang mang thai có thể làm ảnh hưởng sức khỏe của thai nhi.
- Tiếp xúc nhiều có thể gây đột biến DNA, ảnh hưởng di truyền thế hệ sau.
- Với những sóng có tần số > 20KHz sẽ làm ảnh hưởng đến thính giác của con người. Do đó, nhiều chuyên gia đã khuyến cáo ngay cả khi nghe nhạc bạn cũng không nên nghe ở mức độ quá to, có thể làm ảnh hưởng đến thính giác.
Như vậy, những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ về sóng âm là gì, đơn vị, công thức và các đặc điểm của sóng âm. Hy vọng, những kiến thức vật lý này sẽ trở nên hữu ích cho bạn, giúp bạn giải đáp được thắc mắc của mình.
