I. Lý thuyết sóng âm
- Khái niệm: Sóng âm là những sóng cơ học truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. Sóng âm trong môi trường lỏng, khí là sóng dọc; trong môi trường rắn là sóng dọc hoặc sóng ngang.
- Phân loại:
+ Âm nghe được (âm thanh): âm có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz.
+ Hạ âm: âm có tần số dưới 16 Hz
+ Siêu âm: âm có tần số trên 20000 Hz
- Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định.Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường: vrắn > vlỏng > vkhí.
- Âm hầu như không truyền được qua các chấp xốp như bông, len,…những chất đó gọi là chất cách âm.
Khi truyền âm từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của âm thay đổi, còn tần số của âm thì không thay đổi.
II. Dạng 1: Xác định các đại lượng của sóng âm
Phương pháp
Cộng hưởng âm:
* Hai đầu là nút sóng khi công hưởng âm : \(l = k\frac{\lambda }{2}{\rm{ }}(k \in {N^*})\)
- Số bụng sóng = số bó sóng = k ;
- Số nút sóng = k + 1
* Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng: \(l = (2k + 1)\frac{\lambda }{4}{\rm{ }}(k \in N)\)
- Số bó (bụng) sóng nguyên = k;
- Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1
*Tốc độ truyền sóng: \(v = \lambda f = \frac{\lambda }{T}\)
III. Dạng 2: Xác định cường độ âm – Mức cường độ âm
- Cường độ âm: \({\rm{I = }}\dfrac{{\rm{W}}}{{{\rm{tS}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{\rm{P}}}{{\rm{S}}}\)
- Cường độ âm tại 1 điểm cách nguồn một đoạn R: \({\rm{I = }}\dfrac{{\rm{P}}}{{4\pi {R^2}}}\)
Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn.S (m2) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πR2)
- Mức cường độ âm:
\(L(B) = lg\dfrac{I}{{{I_0}}}\) =>\(\dfrac{I}{{{I_0}}} = {10^L}\) Hoặc \(L(dB) = 10.lg\dfrac{I}{{{I_0}}}\) => \({L_2} - {L_1} = lg\dfrac{{{I_2}}}{{{I_0}}} - lg\dfrac{{{I_1}}}{{{I_0}}} = lg\dfrac{{{I_2}}}{{{I_1}}} < = > \dfrac{{{I_2}}}{{{I_1}}} = {10^{{L_2} - {L_1}}}\)
Với I0 = 10-12 W/m2 gọi là cường độ âm chuẩn ở f = 1000Hz
Đơn vị của mức cường độ âm là Ben (B), thường dùng đềxiben (dB): 1B = 10dB.
+ Cường độ âm tại A, B cách nguồn O : \(\dfrac{{{I_A}}}{{{I_B}}} = \dfrac{{O{B^2}}}{{O{A^2}}}\)
*Càng xa nguồn âm cường độ âm giảm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách
* Tai người cảm thụ được âm : 0dB đến 130dB
- Khi I tăng lên 10n lần thì L tăng thêm 10n (dB)
- Khi cho mức cường độ âm L: \({I_M} = {I_0}{.10^{{L_{(B)}}}} = {I_0}{.10^{\frac{{{L_{(dB)}}}}{{10}}}}\)
+ \(\lg ({10^x}) = x\)
+ \(a{\rm{ }} = lgx \to x = {10^a}\)
+ \(lg(\frac{a}{b}){\rm{ }} = {\rm{ }}lga - lgb\)
