Giải vật lí 12 bài 10: Đặc trưng vật lí của âm | Giải môn Vật lí lớp 12

Nội dung bài gồm:

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I. Âm. Nguồn âm

Sóng âm là những sóng cơ truyền trong những thiên nhiên và môi trường rắn, lỏng, khí. Sóng âm là sóng ngang .

Tần số của sóng âm cũng là tần số âm.

Nguồn âm : Là một vật giao động phát ra âm .Âm nghe được ( hay còn gọi là âm thanh ) : Là âm có tính năng làm cho màng nhĩ trong tai ta xê dịch, gây ra cảm xúc ấm. Tần số của sóng âm : Từ 16 Hz đến 20 000 Hz .Hạ âm : là âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz ( tai người không nghe được ) .Siêu âm : là âm có tần số lớn hơn 20 000 Hz ( tai người không nghe thấy được ) .Vận tốc truyền âm : Vận tốc Viral những dao động cơ trong thiên nhiên và môi trường. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào vào môi trường tự nhiên truyền âm : USD v_ { rắn } > v_ { lỏng } > v_ { khí } $ .Phân loại : Âm gồm có hai loại là nhạc âm ( âm có tần số xác lập ) và tạp âm ( âm không có tần số xác lập ) .Chú ý : Trong một thiên nhiên và môi trường xác lập, vận tốc truyền âm luôn không đổi. Âm không truyền được trong chân không .

II. Các đặc trưng vật lí của âm

Tần số âm ( f, Hz ) : là tần số giao động của nguồn âm, là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm, cho biết mức độ trầm bổng ( độ cao ) của âm .Cường độ âm ( I, $ W / m ^ { 2 } USD ) : Cường độ âm tại một điểm là đại lượng do bằng lượng nguồn năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị chức năng diện tích quy hoạnh đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị chức năng thời hạn .USD I = \ frac { W } { S.t } = \ frac { P } { 4 \ pi. d } $Mức cường độ âm ( L, Ben ( B ) ) : USD L = \ lg \ frac { I } { I_ { 0 } } ( B ) = 10 \ lg \ frac { I } { I_ { 0 } } ( dB ) USD .Trong đó :

  • I: Cường độ âm tại điểm đang xét ($W/m^{2}$).
  • W: Năng lượng sóng âm tại điểm đang xét (J).
  • t: Thời gian truyền âm (s).
  • S: Diện tích ($m^{2}$).
  • P: Công suất của nguồn âm (W).
  • d: Khoảng cách từ điểm đang xét tới nguồn âm (m).
  • $I_{0} = 10^{-12} (W/m^{2})$: Cường độ âm chuẩn: là cường độ nhỏ nhất của âm mà tai người bình thường còn nghe thấy được.
  • L: Mức cường độ âm (B).
  • Đổi đơn vị 1B = 10 dB.

Đồ thị giao động của âmKhi một nhạc âm phát ra một âm có tần số USD f_ { 0 } $ thì nó cũng đồng thời phát ra âm có tần số 2 USD f_ { 0 } USD ; 3 $ f_ { 0 } USD ; ….

  • Âm cơ bản: Âm có tần số $f_{0}$. 
  • Họa âm: Các âm có tần số 2$f_{0}$; 3$f_{0}$; …. (gọi là các họa âm thứ 2, thứ 3,…).
  • Biên độ của cá họa âm lớn nhỏ không như nhau, phụ thuộc vào nguồn phát ra nhạc âm.

Tổng hợp đồ thị giao động của toàn bộ những họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thị giao động âm. Đồ thị giao động âm của những nhạc âm khi phát ra cùng một nốt nhạc cũng khác nhau và được phân biệt bởi âm sắc .

II. GIẢI BÀI TẬP

Giải câu 1: Hạ âm và siêu âm có cùng bản chất…

Hạ âm và siêu âm có cùng thực chất không ?

Bài giải:

Hạ âm và siêu âm có cùng thực chất. Chúng đều có thực chất là những sóng cơ truyền trong những thiên nhiên và môi trường rắn, lỏng, khí .

Giải câu 2: Sóng âm là gì?…

Sóng âm là gì ?

Bài giải:

Sóng âm là những sóng cơ Viral trong những môi trường tự nhiên khí, lỏng, rắn .

Giải câu 3: Nhạc âm là gì?…

Nhạc âm là gì ?

Bài giải:

Nhạc âm là âm có tần số xác lập .

Giải câu 4: Trong ba môi trường rắn, lỏng và khí…

Trong ba môi trường tự nhiên rắn, lỏng và khí, âm truyền nhanh nhất trong môi trường tự nhiên nào, chậm nhất trong thiên nhiên và môi trường nào ?

Bài giải:

Âm truyền nhanh nhất trong thiên nhiên và môi trường rắn, chậm nhất trong môi trường tự nhiên khí .

Giải câu 5: Cường độ âm được đo bằng gì?…

Cường độ âm được đo bằng gì ?

Bài giải:

Cường độ âm được đo bằng $W/m^{2}$.

Giải câu 6: Chọn câu đúng….

Chọn câu đúng .Siêu âm là âmA. có tần số lớn .B. có cường độ lớn .C. có tần số trên 20 000 Hz .D. truyền trong mọi môi trường tự nhiên nhanh hơn âm .

Bài giải:

Chọn đáp án C .Giải thích : Bạn đọc tìm hiểu thêm nội dung lí thuyết tại đây .

Giải câu 7: Chọn câu đúng….

Chọn câu đúng .Cường độ âm được đo bằngA. oát trên mét vuông .B. oát .C. newton trên mét vuông .D. newton trên mét .

Bài giải:

Chọn đáp án A .Giải thích : Bạn đọc tìm hiểu thêm nội dung kỹ năng và kiến thức trọng tâm tại đây .

Giải câu 8: Một lá thép dao động với chu kì T…

Một lá thép xê dịch với chu kì T = 80 ms. Âm do nó phát ra có nghe được không ?

Bài giải:

Tần số của âm do lá thép phát ra là : USD f = \ frac { 1 } { T } = \ frac { 1 } { 80.10 ^ { – 3 } } = 12,5 Hz USD < 20 Hz .Vậy âm do lá thép phát ra là hạ âm nên tai người không nghe được .

Giải câu 9: Một siêu âm có tần số 1 MHz. Sử dụng…

Một siêu âm có tần số 1 MHz. Sử dụng bảng 10.1, hãy tính bước sóng của siêu âm này trong không khí ở USD 0 ^ { \ circ } C $ và trong nước ở USD 15 ^ { \ circ } C $ .

Bài giải:

Bước sóng của sóng siêu âm này là :

  • Trong không khí ở $0^{\circ} C$ là: $\lambda = \frac{v}{f} = \frac{331}{1.10^{6}} = 3,31.10^{-4} (m)$.
  • Trong nước ở $15^{\circ} C$ là: $\lambda = \frac{v}{f} = \frac{1500}{1.10^{6}} = 1,15.10^{-3} (m)$.

Giải câu 10: Để đo tốc độ âm trong gang, nhà vật…

Để đo vận tốc âm trong gang, nhà vật lí Pháp Bi-ô đã dùng một ống bằng gang dài 951,25 m. Một người đập một nhát búa vào một đầu ống gang, một người ở đầu kia nghe thấy hai tiếng gõ, một truyền qua gang, một truyền qua không khí trong ống gang ; hai tiếng ấy cách nhau 2,5 s. Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m / s, hãy tính vận tốc âm trong gang .

Bài giải:

Gọi thời hạn truyền âm trong không khí là USD t_ { 1 } $, trong gang là USD t_ { 2 } $ .Gọi vận tốc truyền âm trong không khí là USD v_ { 1 } = 340 m / s USD, trong gang là USD v_ { 1 } $ .Vì người ta nghe thấy hai tiếng gõ cách nhau 2,5 s, nên ta có :

$\left | t_{1} – t_{2} \right | = 2,5 s$.

USD \ Leftrightarrow $ $ \ left | \ frac { L } { v_ { 1 } } – \ frac { L } { v_ { 2 } } \ right | = 2,5 s USD ( L : là chiều dài ống gang .USD \ Leftrightarrow $ $ \ left | \ frac { 951,25 } { 340 } – \ frac { 951,25 } { v_ { 2 } } \ right | = 2,5 s USD .USD \ Leftrightarrow $ $ v_ { 2 } \ approx 3194 ( m / s ) USD .

Bài viết liên quan
0328593268
icons8-exercise-96 chat-active-icon