Sóng âm & các đặc trưng của âm thanh. C2.P6.

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Related image Image result for acoustic field definition

Hình 2.6.1: Hình ảnh trường sóng âm và phương truyền sóng âm

Nguồn internet: https://www.google.com.vn/search?q=acoustic+field+definition&source

* Kiến thức cần nhớ:

– Năng lượng âm W(J), công suất âm P(W), cường độ âm I(W/m2), mức cường độ âm L(B), ngưỡng nghe, ngưỡng đau, họa âm…

– Xác định I, L trong trường âm.

* Logic toán học:

Khi có một nguồn âm, vi dụ một loa thùng đặt tại O, phát năng lượng âm không đổi và liên tục với năng lượng là W(J) trong thời gian t(s). Khi đó, công suất âm là:

Công suất này truyền trong không gian 3 chiều xyz, sóng truyền từ mặt cầu nhỏ tới mặt cầu lớn hơn.

Tai nghe đặt tại 1 điểm trên mặt cầu bán kính R sẽ nhận âm tại đó, I là công suất âm xét trên 1 m2 tại điểm nghe:

Vì I phụ thuộc vào diện tích nên chúng ta có mối liên hệ sau:

Image result for acoustic field definition

 với  là cường độ âm tại bán kính  so với nguồn và tương tự I2 và R2.

Nói về năng lượng âm theo đơn vị I chúng ta sẽ khó nhận biết mức giá trị lớn hay bé, vì toàn mũ 10-12 W/m2. Vậy người ta sẽ sử dụng đơn vị mức cường độ âm L(B).

 hoặc

Trong đó  là ngưỡng nghe tại f = 1000 Hz.

Các em chú ý, thang log này cũng được dùng trong đo đo động đất: https://en.wikipedia.org/wiki/Richter_magnitude_scale

Với động đất 5 độ richter chỉ làm rung chấn nhưng 6 độ thì sẽ là thảm họa, vì năng lượng của nó gấp 10 lần các em nhé, đương nhiên còn phụ thuộc vào thời gian thảm họa xảy ra. Các em tham khảo hình dưới để tưởng tượng mức ảnh hưởng nhé.

Earthquake severity.jpg

* Bài tập ví dụ:

Bài 1. Một nguồn âm phát sóng âm hình cầu truyền đi theo mọi hướng. Biết rằng năng lượng được bảo toàn. Tại điểm cách nguồn âm 1,2 m có cường độ âm là 0,5 W/m2. Khi dịch đi 20 cm (kể từ vị trí trước theo phương bán kính tâm tại nguồn âm) thì cường độ âm tăng lên. Tính cường độ âm tại vị trí sau khi dịch.                                                                      

Lời giải:

Cường độ âm tăng tức là dịch vào gần nguồn tâm O hơn, bán kính điểm xét sau khi dịch là: 1 m.

Áp dụng công thức liên hệ:  

(các e nghi nhớ thật rõ công thức này sẽ thường xuyên dùng đến. Và hãy hiểu bản chất tại sao có công thưc này nhé!)

Khi đó: :

Đs: 0,72W/m2.

Bài 2: Ở khoảng cách SM = 2m trước một nguồn âm có mức cường độ âm là LM = 50dB.

a.      Hãy tính mức cường độ âm LN tại điểm N cách S một đoạn SN = 8m.

b.      Một người đứng cách nguồn âm trên một khoảng 120m thì không còn nghe thấy âm do S phát ra nữa. Tìm ngưỡng nghe của tai người đó, biết cường độ âm chuẩn I0 = 10-12W/m2.

c.      Coi nguồn S là nguồn đẳng hướng. Hãy tính công suất phát âm của nguồn.

Lời giải:

a. Tất cả các em đưa về I cho thầy nhá.

Áp dụng

Thay vào :

b. Tương tự, các em cùng đi tìm  cách nguồn 120 m, tại đó LK chính là ngưỡng nghe của tai người tại điểm đó.

 

Hoặc

c. Để tính công suất của nguồn âm, đơn giản các em hãy lấy I nhân với diện tích mặt cầu tại đó:

4.= ĐS

Đ/s: a. LN = 38dB; b. IA = 27,8.10-12 (W/m2); c. P = 5.10-6 W

    Bài tập trắc nghiệm

  • (1)

    Ngưỡng nghe của tai phụ thuộc

    Cường độ âm.

    Cường độ âm và tần số âm.

    Mức cường độ âm.

    Nguồn phát âm.

  • (2)

    Hai âm có cùng độ cao thì chúng có cùng:

    Tần số.

    Cường độ âm.

    Bước sóng.

    Năng lượng.

  • (3)

    Phát biểu nào sau đây không đúng?

    Về bản chất vật lí thì sóng âm, sóng siêu âm và sóng hạ âm không có gì khác nhau, chúng đều là sóng cơ.

    Âm nghe được có tần số nằm trong khoảng từ 16 Hz đến 20.000 Hz.

    Sóng siêu âm là sóng âm duy nhất mà tai người không nghe được.

    Sóng âm truyền được trong các môi trường vật chất như rắn, lỏng, khí.

  • (4)

    Chọn phát biểu không đúng khi nói về sóng âm

    Sóng âm là sự lan truyền các dao động cơ trong môi trường khí, lỏng, rắn.

    Sóng âm nghe được có tần số nằm trong khoảng từ 16 Hz đến 20000 Hz.

    Vận tốc truyền âm phụ thuộc tính đàn hồi và khối lượng riêng của môi trường.

    Sóng âm truyền tới điểm nào trong KK thì phần tử không khí tại đó sẽ dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

  • (5)

    Một sóng dọc truyền theo chiều từ P đến Q nằm trên cùng một phương truyền sóng. Hai điểm đó cách nhau một khoảng bằng 5λ/4 thì

    Li độ dao động của P và Q luôn luôn bằng nhau về độ lớn nhưng ngược dấu.

    Khi P có thế năng cực đại, thì Q có động năng cực tiểu.

    Khi P ở li độ cực đại dương, Q có vận tốc cực đại dương.

    Khi P có vận tốc cực đại dương, Q ở li độ cực đại dương.

  • (6)

    Hai âm có mức cường độ âm chênh lệch nhau là 40 dB. Tỉ số cường độ âm của chúng là

    104

    2.102

    3.103

    4.104

  • (7)

    Mức cường độ âm tại vị trí cách loa 1 m là 50 dB. Một người xuất phát từ loa, đi ra xa nó thì thấy: khi cách loa 100 m thì không còn nghe được âm do loa đó phát ra nữa. Lấy cường độ âm chuẩn là I0=10-12 W/m2, coi sóng âm do loa đó phát ra là sóng cầu. Xác định ngưỡng nghe của tai người này.

    25 dB

    10 dB

    60 dB

    100 dB

  • (8)

    Một nguồn O phát sóng âm có công suất không đổi trong một môi trường đẳng hướng và không hấp thụ âm. Tại điểm A, mức cường độ âm là 40dB. Nếu tăng công suất của nguồn âm lên 4 lần nhưng không đổi tần số thì mức cường độ âm tại A là:

    46 dB

    67 dB

    66 dB

    146 dB

  • (9)

    Trong buổi hòa nhạc được tổ chức ở Nhà Hát lớn Hà Nội nhân dịp kỉ niệm 1000 năm Thăng Long. Một người ngồi dưới khán đài nghe được âm do một chiếc đàn giao hưởng phát ra có mức cường độ âm 12 dB. Khi dàn nhạc giao hưởng thực hiện bản hợp xướng người đó cảm nhận được âm là 2,376 B. Hỏi dàn nhạc giao hưởng đó có bao nhiêu người?

    15 người

    12 người

    5 người

    18 người

  • (10)

    Một nguồn âm được coi là nguồn điểm phát sóng cầu và môi trường không hấp thụ âm. Tại một vị trí sóng âm có biên độ 0,12mm có cường độ âm tại điểm đó bằng 1,80W/m2. Hỏi tại vị trí sóng có biên độ bằng 0,36mm thì sẽ có cường độ âm tại điểm đó bằng bao nhiêu ?

    46,2W/m2

    16,2W/m2

    36,2W/m2

    26,2W/m2

  • (11)

    Một nguồn âm S phát ra âm có tần số xác định. Năng lượng âm truyền đi phân phối đều trên mặt cầu tâm S bán kính d. Bỏ qua sự phản xạ của sóng âm trên mặt đất và các vật cản. Tai điểm A cách nguồn âm S 100 m, mức cường độ âm là 20 dB. Xác định vị trí điểm B để tại đó mức cường độ âm bằng 0.

    300 m.

    200 m.

    1000 m.

    100 m.

  • (12)

    Ba điểm A, B, C thuộc nửa đường thẳng từ A. Tại A đặt một nguồn phát âm đẳng hướng có công suất thay đổi. Khi P = P1 thì mức cường độ âm tại B là 60 dB, tại C là 20dB. Khi P = P2 thì mức cường độ âm tại B là 90 dB và mức cường độ âm tại C là:

    30dB

    40dB

    60dB

    50dB

  • (13)

    Ba điểm O, M, N cùng nằm trên một nửa đường thẳng xuất phát từ O. Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng ra không gian, môi trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại M là 70 dB, tại N là 30dB. Nếu chuyển nguồn âm đó sang vị trí M thì mức cường độ âm tại trung điểm K của MN khi đó là:

    56,1 dB

    26,1 dB

    36,1 dB

    46,1 dB

  • (14)

    Một nguồn âm P phát ra âm đẳng hướng. Hai điểm A, B nằm cùng trên một phương truyền sóng có mức cường độ âm lần lượt là 40dB và 30dB. Điểm M nằm trong môi trường truyền sóng sao cho ∆AMB vuông cân ở A. Xác định mức cường độ âm tại M?

    12,46dB

    42,46dB

    22,46dB

    32,46dB

  • (15)

    Mức cường độ của một âm là L = 30 (dB). Tính cường độ của âm này theo đơn vị W/m2. Biết cường độ âm chuẩn là Io = 10-12(W/m2).

    10-9 W/m2

    10-10 W/m2

    10-3 W/m2

    1011 W/m2

  • (16)

    Tại điểm O trong môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm, có 2 nguồn âm điểm, giống nhau với công suất phát âm không đổi. Tại điểm A có mức cường độ âm 20 dB. Để tại trung điểm M của đoạn OA có mức cường độ âm là 30 dB thì số nguồn âm giống các nguồn âm trên cần đặt thêm tại O bằng

    3

    7

    4

    5

  • (17)

    Nguồn âm đặt tại O có công suất truyền âm không đổi. Trên cùng nửa đường thẳng qua O có ba điểm A, B, C theo thứ tự có khoảng cách tới nguồn tăng dần. Mức cường độ âm tại B kém mức cường độ âm tại A là –b (B); mức cường độ âm tại B hơn mức cường độ âm tại C là 3b (B). Biết 4OA = 3OB. Coi sóng âm là sóng cầu và môi trường truyền âm đẳng hướng. Tỉ số OC/OA bằng:

    256/81

    276/21

    9/16

    75/81

Để lại một bình luận

Hãy trở thành người đầu tiên bình luận!

avatar
wpDiscuz
Bài liên quan
Sách và tư liệu
TẬP ĐOÀN KẺ CƯỚP
No img
TẬP ĐOÀN KẺ CƯỚPĐể hút đến giọt máu cuốĩ cùng của đất nước khốn khổ chúng tôi, nghề ăn cướp ...
THƯ NGỎ GỬI ÔNG LÊÔNG ÁCSIMBÔ Nghị sĩ hạt Đrômơ. Báo cáo viên về Ngân sách thuộc địa, uỷ viên Hội đổng thuộc địa tôi cao
No img
THƯ NGỎ GỬI ÔNG LÊÔNG ÁCSIMBÔNghị sĩ hạt Đrômơ. Báo cáo viên về Ngân sách thuộc địa, uỷ viên Hội ...
Đừng ra lệnh – Đắc nhân tâm
No img
Đừng Ra LệnhMột Người, trong ba năm làm việc chung một phòng với nhà kinh tế học trứ Danh Owem ...
NHỮNG NGƯỜI LÀM CÔNG TỔ CHỨC LẠI, CHỐNG BÓC LỘT CỦA CHỦ NGHĨA TƯ BẢN
No img
NHỮNG NGƯỜI LÀM CÔNG TỔ CHỨC LẠI, CHỐNG BÓC LỘT CỦA CHỦ NGHĨA TƯ BẢNMặc dầu nền công nghiệp lớn ...