Độ to và độ cao của âm SVIP

1. ĐỘ TO CỦA ÂM

➤ Tìm hiểu về biên độ dao động

Biên độ dao động là độ lệch lớn nhất của vật so với vị trí cân bằng.

Sóng âm không thể quan sát bằng mắt, nhưng các đặc điểm của nó có thể được ghi lại bằng các thiết bị điện tử.

Ví dụ:

- Quan sát sóng âm bằng một micrô kết nối với một máy dao động kí.

Trên màn hình dao động kí, biên độ dao động được xác định bằng khoảng cách từ đỉnh của đồ thị đến đường nằm ngang đi qua trục giữa của đồ thị. Biên độ dao động hiển thị trên màn hình tỉ lệ thuận với biên độ dao động của sóng âm mà micro thu được.

- Quan sát sóng âm bằng máy tính có phần mềm Coach ghi dao động.

➤ Tìm hiểu mối liên hệ giữa độ to của âm với biên độ âm

Thí nghiệm 1: Tạo âm to, âm nhỏ bằng dây chun

Căng dây chun xung quanh hộp sao cho dây chun tiếp xúc các mặt xung quanh hộp. Dùng ngón tay gảy nhẹ dây chun, quan sát biên độ dao động của dây chun và lắng nghe độ to của âm phát ra. Tiếp tục gảy mạnh hơn vào dây chun rồi quan sát và lắng nghe.

Kết quả thí nghiệm:

Nhận xét: Khi gảy dây chun càng mạnh thì biên độ dao động của dây càng lớn, âm phát ra càng to.

Thí nghiệm 2: Quan sát đồ thị dao động âm của âm thoa bằng dao động kí

Bố trí thí nghiệm với âm thoa, hộp cộng hưởng, micro và dao động kí như hình dưới. Gõ nhẹ vào nhánh âm thoa, quan sát và ghi lại dao động âm hiển thị trên màn hình dao động kí. Lặp lại thí nghiệm, lần lượt gõ mạnh hơn vào âm thoa để so sánh sự thay đổi biên độ và dạng dao động âm.

Kết quả thí nghiệm:

• Khi gõ nhẹ vào âm thoa, dao động thu được có biên độ nhỏ, âm thanh phát ra nhỏ (âm nghe bé).
• Khi gõ mạnh hơn, dao động có biên độ lớn hơn, âm thanh phát ra to hơn.
• Dạng dao động (tần số, số dao động trong một giây) không thay đổi, chỉ thay đổi biên độ.

Nhận xét: Độ to của âm phụ thuộc vào biên độ dao động của nguồn âm.

Sóng âm có biên độ càng lớn thì nghe thấy âm càng to (và ngược lại).

2. ĐỘ CAO CỦA ÂM

➤ Tìm hiểu về tần số

Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây.

Đơn vị của tần số là héc (hertz), kí hiệu là Hz.

Ví dụ:

- Một dây đàn ghita dao động 880 lần mỗi giây thì tần số của nó là 880 Hz.

 - Một mặt trống dao động với tần số 100 Hz thì nó thực hiện được 100 dao động mỗi giây.

❗Thông thường tai người có thể nghe được âm có tần số trong khoảng từ 20 Hz đến 20000 Hz.

Những âm có tần số dưới 20 Hz gọi là hạ âm. Những âm có tần số lớn hơn 20000 Hz gọi là siêu âm.

Một số loài động vật có thể nghe được siêu âm, ví dụ như chó. Do đó người ta đã chế tạo ra chiếc còi siêu âm để huấn luyện chó.

Còn loài sứa biển thì có thể nghe được hạ âm. Khi trên biển có bão, hạ âm có thể phát ra từ cơn bão và lan truyền đi, loài sứa nghe thấy hạ âm này và lăn sâu xuống biển để tránh bão.

➤ Tìm hiểu mối liên hệ giữa độ cao và tần số âm

Thí nghiệm 3: Tìm hiểu mối liên hệ giữa độ cao và tần số âm

Bố trí thí nghiệm với dao động kí, micro, búa cao su, hai âm thoa khác nhau. Dùng búa cao su gõ nhẹ vào từng âm thoa rồi đưa lại gần micro. Quan sát đồ thị dao động âm trên màn hình dao động kí để so sánh sự khác nhau.

Kết quả thí nghiệm:

• Hai âm thoa khác nhau cho hai âm có độ cao khác nhau.
• Âm thoa dao động với tần số lớn hơn phát ra âm cao hơn.
• Âm thoa dao động với tần số nhỏ hơn phát ra âm thấp hơn.

Nhận xét: Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số dao động của nguồn âm.

Sóng âm có tần số càng lớn thì nghe thấy âm càng cao (và ngược lại).

Âm cao - tần số lớn  

Âm thấp - tần số nhỏ

❗Nghe giọng nói của nữ giới cao hơn nam giới, nên ta biết được khi nói, các dây thanh quản của nữ giới dao động nhanh hơn nam giới.

Giọng nữ bổng

Giọng nam trầm