- Trang Chủ
- Vật lý
- Bài giảng Âm thanh - Chương 2: Sóng âm truyền trong các môi trường, các đặc trưng của sóng âm (Tiếp theo)
Xem mẫu
- Bồi dưỡng giáo viên giảng dạy
Khoa học tự nhiên THCS
ÂM THANH
Phạm Đỗ Chung
Bộ môn Vật lí chất rắn – Điện tử
Khoa Vật lí, ĐH Sư Phạm Hà Nội
136 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 Khoa học tự nhiên THCS
- Chương 2: Sóng âm truyền trong các môi trường, các
đặc trưng của sóng âm
1. Sóng âm, Sự lan truyền sóng âm
2. Các đặc trưng của sóng âm
3. Một số hiện tượng đơn giản về sóng âm
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 2
- Cường độ và mức cường độ âm
Cường độ của sóng âm được định nghĩa là tố độ trung bình mà năng lượng được
chuyển qua một đơn vị diện tích vuông góc với đường truyền sóng.
Cô
ng
I = P/A [W/m2]
su
ất
Tiết diện
ngang
Displacenment:
1
s ( x, t ) = sm cos ( kx - w t ) I = r vw 2 sm2
2
Cường độ âm cũng có mối liên hệ trực tiếp với biên độ dao động của các phần tử
không khí được biểu diễn bởi phương trình sóng âm s(x,t)
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 3
- Cường độ âm thay đổi theo khoảng cách
Ps
I=
4p r 2
Mức cường độ âm b :
I
b = (10 dB) log
I0
-12
Một số mức cường độ âm (dB)I where reference intensity I = 10 W/m 2
b = (10 dB) log Trong đó I là cường độ âm tiêu0 chuẩn
0
Ngưỡng nghe I 00
Lá cây xào xạc 10 -12
Nói chuyện where reference intensity
60 I 0 = 10 W/m 2
Nhạc Rock 110
Ngưỡng đau 120
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 4
- Các nguồn nhạc âm
Sóng âm trong ông sáo
Nhạc âm có thể được tạo ra do các dây dao
động (ghita, piano), các màng (trống, chiêng),
các cột không khí (sáo, kèn)
Hình vẽ bên trái là mode dao động cơ bản nhất
trong ống sáo.
Nút sóng
Các mode dao động bậc cao hơn (các họa âm)
sẽ thỏa mãn điều kiện:
for pipe with two open ends
lowest frequency, longest
wavelength mode: fundamental or first harmonic
l 2L
L = ® l = 2L =
2 1
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 5
- Họa âm
Lưu ý:
Trong một ống có hai đầu hở thì mọi
họa âm đều có thể tồn tại (a)
Với ống chỉ có một đầu hở thì chỉ các
họa âm bậc lẻ mới có thể tồn tại (b)
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 6
- Dải tần số của một số nhạc cụ
Chiều dài của nhạc
cụ phản ánh vùng
tần số mà nhạc cụ
hoạt động: nhạc cụ
càng dài càng phát
ra âm trầm, càng
ngắn thì cho tần số
càng cao.
(So sánh âm vực
của Bass vs Violin)
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 7
- Họa âm
Tại sao hai nhạc cụ khác nhau phá cùng một nốt nhạc (cùng tần số)
nhưng ta nghe được hai âm thanh khác nhau?
Sáo
T
T
Kèn
Ô-boa
Một nhạc cụ khi phát ra một nốt nhạc thường phát ra âm cơ bản và một
vài họa âm bậc cao. Vì số lượng, cường độ các họa âm bậc cao khác nhau
nên tạo cho mỗi nhạc cụ một âm sắc riêng biệt.
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 8
- Phách
Nếu hai âm có tần số gần nhau thì khi kết hợp với nhau (giao thoa) sẽ tạo ra hiện
tượng phách, tức là hợp thành một âm có cường độ to nhỏ theo thời gian.
Tần số của hiện tượng này gọi là tần số phách: fphách = f1-f2
s ( t ) = [2sm cos w ' t ] cos wt
phách phách
cos w ' t
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 9
- Hiệu ứng Doppler
Hiệu ứng Doppler là hiệu ứng mà người nghe cảm thấy tần số âm thanh của một
nguồn âm đi tới mình bị thay đổi khi nguồn phát âm hoặc người nghe chuyển động.
Tần số của âm thanh bị thay đổi do hiệu ứng Doppler phụ thuộc vào vận tốc của
người nghe và nguồn phát:
v ± vD
f '= f (general Doppler effect)
v ± vS
Cho biết trong trường hợp
nào tần số âm tăng; trường
hợp nào tần số âm giảm do
hiệu ứng Doppler?
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 10
- Hiệu ứng Doppler
v ± vD
f '= f (general Doppler effect)
v ± vS
detector moving,
source moving,
source stationary
detector stationary
® vS = 0
® vD = 0
v ± vD v
f '= f f '= f
v v ± vS
Trong trường hợp nguồn thu và nguồn phát âm chuyển động với cùng vector vận tốc
thì tần số âm thu được có thay đổi không?
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 11
- Vận tốc siêu thanh, sóng xung kích
Khi nguồn chuyển động với vận tốc lớn hơn vận tốc âm thanh (gọi là tốc đô siêu thanh)
thì lúc vượt qua sẽ tạo ra một tiếng nổ của sóng xung kích
if
Nếu vS = v ® f ' = ¥ ! whatNếuif vS > v ?
vt v
Góc của nón Mach: sin q = = (Mach coneSốangle)
Mach = vs /v
vS t vS
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2020 12
nguon tai.lieu . vn
