1b bằng bao nhiêu dB
|
Sóng âm là một lý thuyết quan trọng trong chương trình Vật Lý, nhưng để hiểu và nắm chắc phần kiến thức còn là một thử thách với nhiều em học sinh. Hãy cùng VUIHOC khám phá toàn bộ phần kiến thức về sóng âm và các dạng bài tập để nắm vững phần kiến thức này hơn nhé! Show
1. Sóng âm là gì?Trong các môi trường rắn, lỏng, khí, sóng âm là những sóng cơ lan truyền được. Khi sóng âm được truyền đến tai người, nó sẽ làm cho màng nhĩ dao động, tạo ra cảm giác cảm thụ âm, nghĩa là khi đó con người có thể nghe được âm thanh. Trong môi trường lỏng và khí, sóng âm tồn tại dưới dạng sóng dọc, còn trong môi trường rắn thì nó có thể ở dạng sóng dọc hoặc là sóng ngang. 2. Phân loại sóng âm2.1. Sóng âm nghe đượcGây ra cảm giác thính giác ở tần số trong khoảng từ 16Hz đến 20000Hz là sóng âm nghe được. 2.2. Sóng siêu âmKhông gây ra cảm giác thính giác ở người với tần số lớn hơn 20000Hz là sóng siêu âm. Sóng siêu âm có tần số 20000Hz. 2.3. Sóng hạ âmKhông gây ra cảm giác thính giác ở người khi tần số nhỏ hơn 16Hz là sóng hạ âm. Sóng hạ âm có tần số 16Hz. 2.4. Nhạc âm và tạp âmNhạc âm là âm của các nốt Đồ, Rê, Mi, đây là âm có thanh điệu nhất định. Tạp âm là khi có tần số không xác định của âm (tiếng ồn ào trên đường, tiếng chuông, tiếng kèn).
3. Công thức tính sóng âmSau đây là các công thức cơ bản cần ghi nhớ của sóng âm: Công thức về cường độ âm: $I=\frac{P}{4\pi R2}$ Công thức về mức cường độ âm: $L=lg\frac{I}{I_{0}}(B)$ Hay còn có công thức khác như sau: $L=10lg\frac{I}{I_{0}}(dB)$ Và công thức mở rộng như sau: $L_{A}-L_{B}=20lg\frac{R_{B}}{R_{A}}$
⇒ Công thức để khi biết tần số hai họa âm liên tiếp và tìm được tần số âm cơ bản là: f = (n + 1)f - nf 4. Đặc trưng vật lý của sóng âm4.1. Tần số âmĐặc trưng vật lý quan trọng của âm là tần số âm. 4.2. Cường độ âmNăng lượng của sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích là cường độ âm đặt vuông góc với phương truyền sóng ở một đơn vị thời gian nhất định.  Ta có ký hiệu của cường độ âm là I, với đơn vị là W/M2 – Cường độ âm thanh được ký hiệu:I; mang đơn vị: W/m2 (oát trên mét vuông) – Công thức: $L(B)=log\frac{I}{I_{0}}$ – Đơn vị: B (ben); 1B = 10dB(đề-xi-ben) hay $L(dB)=10.log\frac{I}{I_{0}}$ 4.3. Mức cường độ âmCông thức tính cường độ âm thanh là: $L(B)=log\frac{I}{I_{0}}$ Khi đó đơn vị là: B (ben), 1B = 10dB hoặc $L(dB)=10.log\frac{I}{I_{0}}$ Ta có một vài mức độ của cường độ âm như sau: Nguồn của âm Mức độ âm Tiếng thì thầm cách xa, lá rơi 10 Nơi im lặng 20 Nhạc nhẹ 40 Tiếng nói chuyện cách xa 60 Tiếng ồn ã trên đường 80 Phản lực cất cánh 130 4.4. Âm cơ bản và họa âm• Nhạc cụ luôn đồng thời phát ra một loại âm có tần số: 2f0, 3f0, 4f0,… với các cường độ khác nhau khi cho nhạc cụ phát ra âm có tần số f0 – Âm cơ bản là âm tần f0, còn các họa âm thứ hai, thứ ba, thứ tư,… là các âm có tần số 2f0, 3f0, 4f0,… – Khi phát ra cùng một nốt nhạc các họa âm có thể có biên độ khác nhau kiến đồ thị dao động âm không giống nhau. Có thể phân biệt được điều này qua âm sắc của âm. – Đồ thị dao động của âm là đặc trưng vật lý thứ ba của âm. 5. Sự truyền âma) Môi trường truyền âm – Không truyền được trong chân không mà truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí. – Chất cách âm như bông, len thì âm thanh không thể được truyền qua. b) Tốc độ truyền âm – Âm được truyền với một tốc độ xác định và hữu hạn trong mỗi môi trường khác nhau. Tốc độ truyền âm của các chất như sau: Chất V (m/s) Không khí tại 0 độ 331 Không khí tại 25 độ 346 Hidro tại 0 độ 1280 Nước tại 15 độ 1500 Sắt 5800 Nhôm 6260 6. Đặc trưng sinh lý của sóng âm- Độ cao của âm: + Tần số càng lớn khi âm thanh càng cao. Tần số càng nhỏ âm thanh càng trầm, thấp - Độ to của âm: Ta không thể đo độ to của âm bằng cách lấy mức cường độ âm Độ to của âm phụ thuộc còn phụ thuộc vào cường độ âm, mức cường độ âm và tần số của âm. + Ta nghe được càng lớn khi cường độ âm càng lớn. + Mức cường độ âm nhỏ nhất mà tai ta có cảm giác nghe được gọi là ngưỡng nghe. + Tai nghe có cảm giác nhức nhói đối với mọi tần số khi cường độ âm lên đến 10W/m2 gọi là ngưỡng đau. - Âm sắc: + Vì các nhạc cụ có âm sắc khác nhau, nên khi các nhạc cụ khác nhau phát ra các âm có cùng một độ cao nhưng tai ta có thể phân biệt được âm thanh của từng nhạc cụ khác nhau. + Đồ thị dao động của chúng có dạng khác nhau khi âm có cùng một độ cao do các nhạc cụ khác nhau phát ra có cùng một chu kì. ⇒ Âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm thanh khi phân biệt các nguồn. Đồ thị dao động âm có liên quan mật thiết đến âm sắc. 7. Một số câu hỏi thường gặp về sóng âm 7.1. Sóng âm không truyền được trong môi trường nào?Sóng âm chỉ có thể được truyền trong một môi trường nhất định: Với môi trường chất rắn, chất lỏng, chất khí thì sóng âm có thể truyền được. Trong môi trường chân không thì sóng âm không truyền được. 7.2. Sóng âm là sóng dọc hay sóng ngang?Tùy thuộc vào môi trường mà sóng âm có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang. + Trong môi trường chất lỏng và chất khí thì sóng âm sẽ là sóng dọc. + Trong môi trường chất rắn, sóng âm tồn tại dưới dạng sóng dọc hoặc sóng ngang. 7.3. Sóng siêu âm là gì? Sóng siêu âm có hại không?Siêu âm hay sóng siêu âm, đây là từ có nguồn gốc từ các từ tiếng Latinh, trong đó “ultra” là vượt ra ngoài, “sonic” nghĩa là âm thanh. Thuật ngữ này dùng để mô tả các sóng âm thanh rung động nhanh hơn mức tai người có thể phát hiện được. Sóng siêu âm có rất nhiều lợi ích nhưng tồn tại song song với nó là các hạn chế. Một số ảnh hưởng có thể gây ra với sức khỏe như sau:
8. Bài tập sóng âm8.1. Bài tập minh họa1. Tần suất số âm cơ bản của sáo là 420Hz. 20000 Hz là tần số âm cao nhất một người nghe được. Người này có thể nghe được tần số âm cao nhất do chiếc sáo phát ra là bao nhiêu? Giải: Ta có cơ bản: fn = n*f = 420n (nN) Lại có $f_{n}\leq 20000\Rightarrow 420n\leq 20000\Rightarrow n\leq 47,6\Rightarrow n_{max}=47$ Suy ra tiếng sáo có thể phát ra tần số âm lớn nhất người này nghe được là: 47. 420 = 19740
2. Trong không gian một nguồn âm phát âm đẳng hướng. Không có sự hấp thụ và phản xạ âm thanh tại đây. Ở một điểm cách nguồn âm 10m sẽ có 80dB là mức cường độ âm. Mức cường độ âm bằng bao nhiêu nếu cách nguồn âm 1m? Giải: Có: $\frac{I_{1}}{I_{2}}=(\frac{R_{2}}{R_{1}})^{2}=\frac{1}{100}\Rightarrow I_{2}=100I_{2}$ $L_{1}=10lg\frac{I_{1}}{I_{0}}(dB)$ $L_{2}=10lg\frac{I_{2}}{I_{0}}(dB)=10lg\frac{100I_{1}}{I_{0}}(dB)=10.(2+lg\frac{I_{1}}{I_{0}})=20+L_{1}=100 dB$
3. Họa âm thứ năm và thứ sáu có tần số bằng bao nhiêu khi tần số hơn kém nhau 50Hz là của hai họa âm liên tiếp do một dây đàn phát ra? Giải: Ta có fn - fn-1 = 50 ⇔ nf1 - (n - 1)f1 = 50f1 = 50Hz Suy ra tần số của họa âm thứ 5 là: F5 = 5*f1 = 5.50 = 250 Hz Tần số của họa âm thứ sáu là: F6 = 5.60 = 300 Hz
4. Trong một môi trường không hấp thụ và không phản xạ âm, một nguồn âm điểm S phát âm đẳng hướng với công suất không đổi. Ban đầu, cường độ âm thanh do S tạo ra tại điểm M là L ( đơn vị dB). 60 m là khoảng cách từ S đến M thì mức cường độ âm tại M lúc này là L + 6 (dB). Khoảng cách từ M đến S lúc đầu là Giải: Ta có: $10lg\frac{I_{2}}{I_{1}}=20lg\frac{R_{1}}{R_{2}}=6\Rightarrow \frac{R_{1}}{R!-60}=0,3\Rightarrow R_{1}approx 120m$
5. Đầu trên hở trong không khí của một ống thủy tinh hình trụ đặt thẳng đứng với một lượng nước ổn định bên trong. Với tần f = 1100 Hz, khi đưa một âm thoa lại gần miệng ống và kích thích âm thoa dao động thì ống không phát ra âm thanh. Dâng mực nước lên cao dần sau khi giữ nguyên âm thoa tiếp tục dao động thì thấy âm thanh ống phát ra to dần đến cực đại,rồi nhỏ đến tắt hẳn. Trong trường hợp này, mực nước dâng cao 15 cm so với ban đầu. Vận tốc truyền âm thanh trong không khí lúc này là bao nhiêu? Giải: Ta có mực nước dâng lên là: λ/2 = 15cm ⇒ λ = 30cm Trong không khí sẽ có vận tốc truyền âm là: v = λ*f = 0,3*1100 = 330 m/s 8.2. Bài tập vận dụngCâu 1: Phát sóng âm theo mọi phương như nhau từ nguồn âm O. Qua nguồn âm O, hai điểm A, B nằm trên cùng đường thẳng, so với nguồn thì cùng bên. Khoảng cách từ A đến nguồn bé hơn B đến nguồn 4 lần. Mức cường độ âm tại B bằng bao nhiêu, nếu mức độ âm tại A là 60dB? A. 48 dB B. 15dB C. 20dB D. 16dB Đáp án: A
Câu 2: Cường độ âm là I khi một người đứng cách một nguồn âm khoảng là d. Cường độ âm thanh giảm chỉ còn I/4 khi người đó tiến xa nguồn âm 20m nữa. d có khoảng cách là: A. 40 m B. 160 m C. 10 m D. 20 m Đáp án D
Câu 3: Nếu mức cường độ âm tăng thêm 2 Ben, cường độ âm tăng gấp bao nhiêu lần? A. 10 lần B. 100 lần C. 50 lần D. 1000 lần Đáp án D
Câu 4: 2 nhạc cụ khác nhau có âm thanh phát ra luôn khác nhau ở: A. Độ cao B. Độ to C. Âm sắc D. Mức cường độ âm Đáp án: A
Câu 5: Tai ta có thể cảm thụ sóng cơ học tần số bao nhiêu khi sóng cơ lan truyền trong không khí với cường độ đủ lớn? A. Sóng cơ học 10 Hz B. Sóng cơ học 20 Hz C. Sóng cơ học 30 kHz D. Sóng cơ học với chu kỳ 2 ms Đáp án: D
Câu 6: Cường độ âm chuẩn kém 10 lần cường độ âm suy ra mức cường độ âm có giá trị là: A. 2 dB B. 2 dB C. 20 B D. 100 dB Đáp án B
Câu 7: Cách nguồn âm đẳng hướng tại điểm A có 10 m với cường độ âm là 24 dB suy ra mức cường độ âm bằng không cách nguồn cách khoảng cách là: A. 3162 m B. 2812 m C. 158,49 m D. 2681 m Đáp án C
Câu 8: Trong không khí, vận tốc truyền âm thanh là 340 m/s. 2 điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng âm dao động có độ dài ngược pha nhau 0,85 m. Vậy âm có tần số là bao nhiêu? A. f = 85Hz B. f = 170Hz C. f = 200Hz D. f = 255Hz Đáp án: C
Câu 9: Ở một đầu ống trụ 1 m có một pittông dùng để điều chỉnh chiều dài cột khí ống. Với tần số 660 Hz ở gần đầu hở của ống, đặt một âm thoa dao động.Vận tốc củaâm thanh trong không khí bằng 330 m/s. Để cộng hưởng âm trong ống thì phải điều chỉnh độ dài ống là? A. l = 0,75m B. l = 0,50m C. l = 25,0cm D. l = 12,5cm Đáp án: D
Câu 10: Tần số f = 1000Hz lan truyền trong không khí là của một sóng cơ học. Sóng đó là loại sóng gì? A. Sóng siêu âm B. Sóng âm C. Sóng hạ âm D. Không thể kết luận Đáp án: D
Trên đây toàn bộ kiến thức về sóng âm mà VUIHOC chia sẻ với các bạn học sinh. Hy vọng rằng, bài viết này sẽ giúp sẽ giúp các em có thể nắm vững kiến thức và giải các bài tập Vật lý dễ dàng. Để đọc thêm nhiều kiến thức Vật Lý bổ ích khác, các em học sinh hãy truy cập Vuihoc.vn ngay bây giờ nhé! 1db bằng bao nhiêu bên?1 Decibel --- deciben [dB] = 0,1 Bel [B] - Máy tính có thể sử dụng để quy đổi Decibel --- deciben sang Bel, và các đơn vị khác.
Đơn vị đêxiben là gì?Decibel - còn viết là đề-xi-ben (viết tắt là dB) - Là đơn vị đo lường mang tính tương quan, tính theo thang logarit. Thể hiện tỉ số tham chiếu giữa 2 đại lượng tỉ lệ theo công suất (năng lượng âm thanh, công suất điện/điện tử, cường độ âm thanh, ..
Decibel nghĩa là gì?dB hay đề-xi-ben (decibel) là đơn vị đo cường độ âm thanh. Âm thanh có cường độ quá lớn sẽ có thể gây ra tác động xấu đến cơ thể con người.
Đơn vị đo âm là gì?Đơn vị cường độ âm là oát trên mét vuông (ký hiệu: W/m²).
|
