Sóng âm - Các đặc trưng vật lí và sinh lí của âm

Âm nghe được có tần số từ \(16Hz - 20000Hz\)

Ta có:

+ \(T = {8.10^{ - 6}} \Rightarrow f = \frac{1}{T} = 125000Hz\) => loại

+ \(T = {5.10^{ - 2}} \Rightarrow f = \frac{1}{T} = 20Hz\) => nhận

+ \(T = {7.10^{ - 2}} \Rightarrow f = \frac{1}{T} = 14,3Hz\) => loại

+ \(T = {8.10^{ - 2}} \Rightarrow f = \frac{1}{T} = 12,5Hz\) => loại

Tần số âm do lá thép phát ra: \(f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{{0,08}} = 12,5Hz\)

Vì f < 20Hz nên âm đó là hạ âm

Âm thanh tai người nghe được có tần số: 16 Hz – 20 kHz

Âm thanh cá heo nghe được có tần số: 150 Hz – 150 kHz

→ tai người và cá heo nghe được âm thanh có tần số: 150 Hz – 20 kHz

Các đặc trưng sinh lí của âm gồm: Độ cao, độ to, âm sắc.

A – sai vì: sóng âm không truyền được trong chân không

B – sai vì: sóng âm trong môi trường lỏng, khí là sóng dọc

C – đúng

D – sai vì: sóng âm trong môi trường lỏng là sóng dọc

A, C, D – đúng

B – sai vì: Hạ âm là âm có tần số dưới 16Hz

Âm nghe được (âm thanh) là sóng cơ học có tần số nằm trong khoảng 16 Hz- 20000 Hz

Ta có, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường.

\({v_R} > {\rm{ }}{v_L} > {\rm{ }}{v_K}\)

=> Thứ tự tăng dần vận tốc truyền âm trong các môi trường trên là: (3) khí hidro, (1) nước nguyên chất, (2) kim loại

Ta có, tần số âm: \(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{{0,04}} = 25H{\rm{z}}\) thuộc khoảng \(\left( {16Hz - 20000Hz} \right)\)

=> Âm do lá thép phát ra là âm nghe được hay âm thanh

Ta có: Âm nghe được có tần số từ 16 Hz - 20000 Hz

Tần số âm \(f = \frac{1}{T}\)

A: \(f = \frac{1}{{{{16.10}^{ - 6}}}} = 62500Hz\)

B: \(f = \frac{1}{{{{8.10}^{ - 3}}}} = 125Hz\)

C: \(f = {2.10^7}Hz\)

D: \(f = 0,01Hz\)

Ta có: Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường.

v_R > v_L > v_K

Hai âm Sol và La khác nhau về tần số âm → khác nhau về độ cao và đồ thị dao động → A, B, C sai

Hai âm do cùng một đàn phát ra có thể có cùng độ to → D đúng

Ta có: Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi.

Âm sắc: là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các nguồn khác nhau. Âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm.

Âm sắc phụ thuộc (hay có mối liên hệ) vào tần số và biên độ của các hoạ âm

A – sai vì: Đối với tai con người, cường độ âm càng lớn thì âm càng to

B – sai vì: Cảm giác cao hay thấp phụ thuộc vào tần số âm

C – đúng

D – sai vì: Độ to là đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm và mức cường độ âm

A – đúng

B – sai vì: Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường.

C – sai vì: Sóng âm không truyền được trong chân không

D – sai vì: Khi âm truyền từ môi trường này qua môi trường khác thì tần số âm không thay đổi

+ Âm cơ bản có tần số: \({f_1}\)

+ Họa âm bậc n có tần số: \({f_n} = {\rm{ }}n{f_1}\)

=> Họa âm bậc 4: \({f_4} = 4{f_1}\)

+ Do dây dàn (2 đầu cố định) chiều dài của dây: \(l = k\frac{\lambda }{2} = k\frac{v}{{2f}} \to f = k\frac{v}{{2l}}\)

+ Tần số của âm cơ bản (ứng với k = 1) : \({f_1} = \frac{v}{{2l}} = \frac{{270}}{{2.0,12}} = 1125H{\rm{z}}\)

+ Bước sóng của âm phát ra trong không khí: \(\lambda  = \frac{{{v_{kk}}}}{{{f_1}}} = \frac{{340}}{{1125}} = 0,3m\)

Khoảng cách giữa người và súng là: L = 165 – 30  = 135 m

Gọi \({t_1}\) là thời gian lúc súng bắt đầu nổ đến tai người: \({t_1} = \frac{{{S_1}}}{v} = \frac{{135}}{v}\)

\({t_2}\) là thời gian do âm thanh phản xạ trên bức tường sau khi nghe tiếng nổ: \({t_2} = \frac{{{S_2}}}{v} = \frac{{30 + 165}}{v}\)

Thời gian giữa hai lần tiếng nổ đến tai người là: \(\Delta t = {t_2} - {t_1} = \frac{{30 + 165}}{v} - \frac{{135}}{v} = \frac{{60}}{v} = \frac{{60}}{{330}} = \frac{2}{{11}}s\)

Ta có, mối liên hệ giữa đặc trưng sinh lí và đặc trưng vật lí của âm: