Đặc trưng vật lí
Lý thuyết về Đặc trưng vật lí
ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA SÓNG ÂM.
a. Tần số âm $f\left( Hz \right)$: là một trong những đặc trưng vật lý quan trọng nhất của âm.
+ Âm có tần số $f<16\left( Hz \right)$thì tai người không nghe được gọi là hạ âm.
+ Âm có tần số lớn hơn $f>20.000\left( Hz \right)$ thì tai người cũng không nghe được gọi là siêu âm.
+ Những âm mà tai có thể nghe được gọi là âm thanh. Âm thanh có tần số $f\in \left[ 16\to 20.000 \right]\left( Hz \right)$
b. Cường độ âm và mức cường độ âm
- Cường độ âm $I\left( \text{W}/{{m}^{2}} \right)$
Là đại lượng đo bằng lượng 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.
$I=\dfrac{P}{S}=\dfrac{P}{4\pi {{R}^{2}}}\left( \text{W}/{{m}^{2}} \right)$
Trong đó:
+ $P$$\left( \text{W} \right)$là công suất nguồn âm
+ $S$$\left( {{m}^{2}} \right)$là diện tích vùng không gian có sóng truyền qua, vuông góc phương truyền sóng
+ $R$$\left( m \right)$là khoảng cách từ điểm đặt máy thu đến nguồn
+ Trong không gian ( môi trường đẳng hướng) sóng âm lan tỏa theo hình cầu. $\left( S=4\pi {{R}^{2}} \right)$
- Mức cường độ âm $L\left( B \right)$; $L=10\lg \left( \dfrac{I}{{{I}_{0}}} \right)\left( dB \right)$ $1\left( B \right)=10\left( dB \right)$
Trong đó: $I$$\left( \text{W}/{{m}^{2}} \right)$là cường độ âm ; ${{I}_{O}}\left( \text{W}/{{m}^{2}} \right)$là cường độ âm chuẩn.
Mức cường độ âm là đặc trưng vật lí của âm đặc trưng cho độ to của âm.
$\begin{align}& L=\lg \dfrac{I}{{{I}_{o}}}\left( B \right)=10\lg \dfrac{I}{{{I}_{o}}}\left( dB \right) \\ & 10dB=1B \\ & \Rightarrow {{L}_{1}}-{{L}_{2}}=\lg \dfrac{{{I}_{1}}}{{{I}_{o}}}-\lg \dfrac{{{I}_{2}}}{{{I}_{o}}}=\lg \dfrac{{{I}_{1}}}{{{I}_{2}}}=\lg {{\left( \dfrac{{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}} \right)}^{2}} \\ \end{align}$
c. Đồ thị dao động của âm. Mỗi âm có cùng tần số nhưng đồ thị dao động âm lại khác nhau.
Bài tập tự luyện có đáp án
Câu 1: Âm thanh là sóng cơ học có tần số khoảng
- A
- B
- C
- D
Sóng âm có tần số từ 16Hz đến 20000Hz
Câu 2: Hãy chọn câu đúng. Âm do hai nhạc cụ khác nhau phát ra luôn luôn khác nhau về
- A
- B
- C
- D
Âm sắc là đặc trưng sinh lí giúp ta phân biệt các nhạc cụ khác nhau.
Câu 3: Âm thanh do một nhạc cụ phát ra có đồ thị được biểu diễn bằng đồ thị có dạng
- A
- B
- C
- D
Âm thanh do một nhac cụ phát ra có đồ thị có dạng biến thiên tuần hoàn.
Câu 4: Đơn vị đo của mức cường độ âm là
- A
- B
- C
- D
Đơn vị đo mức cường độ âm là Ben
Câu 5: Đơn vị của cường độ âm là
- A
- B
- C
- D
Cường độ âm I tại một điểm là năng lượng truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm tại điểm đó.
Biểu thức tính $ I=\dfrac{E}{S.t}=\dfrac{E}{\text{4}\pi \text{ }{{\text{r}}^{\text{2}}}\text{t }}=\dfrac{P}{\text{4}\pi \text{ }{{\text{r}}^{\text{2}}}} $ .
Đơn vị của I là $ W/{{m}^{2}} $ hay $ J/\left( s.{{m}^{2}} \right). $
Câu 6: Tại một vị trí trong môi trường truyền âm, một sóng âm có cường độ âm I. Biết cường độ âm chuẩn là $ {{I}_{0}} $ . Mức cường độ âm L của sóng âm này tại vị trí đó được tính bằng công thức
- A
- B
- C
- D
Mức cường độ âm tính bởi: $ L=10\log \dfrac{I}{{{I}_{0}}}\left( dB \right) $
Câu 7: Trong các nhạc cụ, hộp đàn có tác dụng
- A
- B
- C
- D
Hộp đàn là hộp cộng hưởng có tác dụng khuếch đại âm và tạo âm sắc riêng cho nhạc cụ.
Câu 8: Khi sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước thì
- A
- B
- C
- D
Khi sóng truyền qua các môi trường khác nhau thì tần số không thay đổi, vận tốc thay đổi dẫn đến bước sóng thay đổi, tăng hay giảm phụ thuộc vào môi trường.
Ví dụ khi sóng âm truyền từ nước ra không khí, tần số không đổi, nhưng vận tốc truyền âm trong nước lớn hơn trong không khí nên bước sóng sẽ giảm, ngược lại, nếu truyền từ không khí vào nước thì bước sóng tăng.
Câu 9: Một sóng cơ có tần số $ f=1000Hz $ lan truyền trong không khí. Sóng đó được gọi là
- A
- B
- C
- D
Âm thanh có tần số từ 16Hz đến 20000Hz
Câu 10: Độ cao của âm là đặc trưng sinh lý được quyết định bởi đặc trưng vật lý của âm là
- A
- B
- C
- D
Tần số âm là đặc trưng vật lý quyết định độ cao của âm
Câu 11: Ngưỡng đau của tai người nghe bằng:
- A
- B
- C
- D
Ngưỡng đau của tai người nghe không phụ thuộc vào tần số và bằng 130dB.
Câu 12: Chọn câu sai trong các câu sau?
- A
- B
- C
- D
Những vật liệu như bông, xốp, nhung là những vật liệu hấp thụ âm, ngăn cách âm.
Câu 13: Hai âm có mức cường độ âm chênh lệch nhau 40 dB. Tỉ số cường độ âm của chúng:
- A
- B
- C
- D
Ta có: $L = lg\dfrac{I}{{{I}_{0}}}$
$L_1 – L_2 = lg\dfrac{{{I}_{1}}}{{{I}_{2}}} = 4$
$\dfrac{{{I}_{1}}}{{{I}_{2}}} = 10^4$
Câu 14: Biết cường độ âm chuẩn là ${{10}^{-12}}\text{W}/{{m}^{2}}$ Khi cường độ âm tại một điểm là ${{10}^{-4}}\text{W}/{{m}^{2}}$thì mức cường độ âm tại điểm đó bằng
- A
- B
- C
- D
Mức cường độ ậm: $L=10\lg \dfrac{I}{{{I}_{0}}}=80dB.$
Câu 15: Hai âm Rê và Son do cùng một dây đàn phát ra có thể có cùng:
- A
- B
- C
- D
Hai âm này có thể có cùng độ to.
Âm Rê và Son khác nhau về tần số nên không thể cùng độ cao, âm sắc.
Câu 16: Điều nào sau đây là sai khi nói về sóng âm?
- A
- B
- C
- D
Sóng âm là sóng cơ học dọc truyền được trong môi trường vật chất có tần số bất kì.
Câu 17: Đơn vị đo cường độ âm là
- A
- B
- C
- D
Đơn vị đo cường độ âm I là oát trên mét vuông $ \left( \text{W}/{{m}^{2}} \right) $
Câu 18: Hai âm có cùng độ cao là hai âm có
- A
- B
- C
- D
Hai âm có cùng độ cao là hai âm có cùng tần số.
Câu 19: Biết cường độ âm chuẩn là ${{10}^{-12}}\text{W}/{{m}^{2}}.$Khi cường độ âm tại một điểm là ${{10}^{-5}}\text{W}/{{m}^{2}}$ thì mức cường độ âm tại điểm đó là
- A
- B
- C
- D
Mức cường độ ậm: $L=\lg \dfrac{I}{{{I}_{0}}}=7B.$
Câu 20: Mức cường độ âm được tính theo công thức nào sau đây:
- A
- B
- C
- D
$L = \lg \left( {\dfrac{I}{{{I_0}}}} \right)\left( B \right)$
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới