Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm - Nguyễn Thị Bích Hòa

 Bài giảng 
 ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
 Chương trình vật lí, lớp 12 ban cơ bản 
 Cuộc thi quốc gia thiết kế bài giảng điện tử e-learning lần thứ 4 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
QUỸ LAWRENCE S.TING 
 Giáo viên: NGUYỄN THỊ BÍCH HÒA 
 E-mail: nguyenthibichhoa@thpt-so1botrach-quangbinh.edu.vn 
 Điện thoại: 0972205573 
 Trường THPT Lê Quý Đôn - Tỉnh Quảng Bình 
 Địa chỉ: Tiểu khu 2- Thị Trấn Hoàn Lão- Huyện Bố Trạch- Tỉnh Quảng Bình 
 Giấy phép bài dự thi: CC-BY-SA 
 Tháng 11 năm 2016 
BÀI 10 
ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
 ÂM. NGUỒN ÂM 
I. 
CÁC ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
II. 
CẤU TRÚC BÀI HỌC 
BÀI 10 
ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
MỤC TIÊU BÀI HỌC 
1. Kiến thức 
+ Trả lời được câu hỏi: Sóng âm là gì? Âm nghe được, hạ âm, siêu âm là gì? 
+ Nêu được các ví dụ về các môi trường truyền âm khác nhau 
+ Nêu được ba đặc trưng vật lí của âm là tần số âm, cường độ âm và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và họa âm 
2. Kĩ năng 
+ Giải thích được sự hình thành và truyền sóng âm 
+ Vận dụng được các công thức về cường độ âm và mức cường độ âm để giải bài tập 
3. Thái độ 
+ Không làm ô nhiễm môi trường vì âm 
1. Âm là gì ? 
I. ÂM . NGUỒN ÂM 
1. Âm là gì ? 
I. ÂM . NGUỒN ÂM 
1. Âm là gì ? 
I. ÂM . NGUỒN ÂM 
1. Âm là gì ? 
I. ÂM . NGUỒN ÂM 
 * Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí. 
Nước 
2. Nguồn âm 
Sợi dây đàn 
Cột không khí 
I. ÂM . NGUỒN ÂM 
Màng trống 
2. Nguồn âm 
Sợi dây đàn 
Cột không khí 
I. ÂM . NGUỒN ÂM 
Màng trống 
* Nguồn âm là những vật dao động phát ra âm 
* Tần số của sóng âm bằng tần số dao động của nguồn 
16Hz 
20.000Hz < 
 ... 
 ... 
Hạ âm < 
Âm nghe được 
(Âm thanh) 
Siêu âm 
3. Âm nghe được, hạ âm, siêu âm 
I. ÂM . NGUỒN ÂM 
Bồ câu sử dụng sóng hạ âm 
 (tần số thấp) để lập bản đồ 
và tìm đường về nhà. 
. 
Loài Voi sử dụng sóng hạ âm 
( tần số thấp) để giao tiếp với nhau 
Loài dơi , loài cá voi sử dụng sóng siêu âm để bắt mồi 
I. ÂM . NGUỒN ÂM 
b. Tốc độ truyền âm 
* Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ hoàn toàn xác định . 
4. Sự truyền âm 
a. Môi trường truyền âm 
* Âm truyền được trong các môi trường vật chất đàn hồi như: rắn, lỏng, khí. 
* Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông len, Những chất đó gọi là chất cách âm. 
* Âm không truyền được trong chân không 
 Âm không truyền được trong chân không 
Âm không truyền được trong chân không 
Ban đầu để chuông vào lọ thủy tinh có không khí ta nghe âm to, sau đó rút dần không khí âm của chuông phát ra giảm dần. Đến khi rút hết không khí (chân không) ta không có cảm giác về âm nữa. Chứng tỏ chân không không truyền được âm. 
Không khí ở 25 0 C 
Nhôm 
Không khí ở 0 0 C 
Hiđrô ở 0 0 C 
Sắt 
Nước, nước biển ở 15 0 C 
331 
346 
1 280 
1 500 
5 850 
6 260 
Chất 
V(m/s) 
Bảng 10.1 Tốc độ truyền âm trong một số chất 
KHÍ 
LỎNG 
RẮN 
V KHÍ < V LỎNG < V RẮN 
ĐÁP ÁN 
TIẾNG MUỖI VO VE 
TIẾNG VOI HÚ 
ĐÀN GHI TA 
TIẾNG CHÓ SỦA 
NSND THU HIỀN 
“ NGHE NHẠC ĐOÁN NGUỒN ÂM” 
TRÒ CHƠI 
 SÁCH TƯ LIỆU 
 * Nhạc âm là những âm có một tần số xác định. 
II. NHỮNG ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
* Tạp âm là những âm không có một tần số xác định. 
II. NHỮNG ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm 
1. Tần số của âm 
CA SĨ TRỌNG TẤN 
CA SĨ HỒ NGỌC HÀ 
CA SĨ TÙNG DƯƠNG 
	 Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian . 	 
II. NHỮNG ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
Đơn vị của cường độ âm: W/m 2 
2. Cường độ âm và mức cường độ âm 
 a. Cường độ âm 
VẬN DỤNG 
Bài 1 : Một sóng âm có dạng hình cầu được phát ra từ nguồn có công suất 1W. giả sử rằng năng lượng phát ra được bảo toàn. Hỏi cường độ âm tại điểm cách nguồn lần lượt là 1,0m 
Bài 2: 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/m 2 . Hỏi tại vị trí sóng có biên độ bằng 0,36mm thì sẽ có cường độ âm tại điểm đó bằng bao nhiêu 
 Năng lượng của sóng âm tỉ lệ với bình phương của biên độ sóng âm 
 Năng lượng của sóng âm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách đến nguồn phát 
* P= I 1 S 1 với S 1 = 4 R 1 2 
* P= I 2 S 2 với S 2 = 4 R 2 2 
R 1 ; R 2 là khoảng cách từ vị trí 1,2 đến nguồn âm 
BÀI 2 
a 1 = 0,12mm 
I 1 =1,8W/m 2 
a 2 =0,36mm 
I 2 =?(W/m 2 ) 
HƯỚNG DẪN GIẢI 
TÓM TẮT 
BÀI 1 
P=1W 
R=1m 
I=? (W/m 2 ) 
1. Cường độ âm 
2. 
MỐI LIÊN HỆ GIỮA CƯỜNG ĐỘ ÂM VỚI KHOẢNG CÁCH, BIÊN ĐỘ ÂM, NĂNG LƯỢNG ÂM 
KẾT LUẬN 
Cường độ I 
I 0 
10 I 0 
100 I 0 
1000I 0 
I/I 0 
1 
10 
100 
1000 
Lg(I/I 0) 
0 
1 
2 
3 
 2. Cường độ âm và mức cường độ âm 
 b. Mức cường độ âm (L) 
II. NHỮNG ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
Hay 
Trong đó 
I 0 : Cường độ âm chuẩn (W/m 2 ) 
I: Cường độ âm (W/m 2 ) 
L: Mức cường độ âm (B hay dB); 1B=10dB 
Một nguồn âm là nguồn điểm phát âm đẳng hướng trong không gian. Giả sử không có sự hấp thụ và phản xạ âm. Tại một điểm cách nguồn âm 10m thì mức cường độ âm là 80dB. Tại điểm cách nguồn âm 1m thì mức cường độ âm bằng	 
VẬN DỤNG 
GIẢI 
TÓM TẮT 
R 1 =10m 
L 1 =80dB 
R 2 =1m 
L 2 =? (dB) 
Ta có: 
Mặt khác: 
Thay (2) vào (1) 
MỐI LIÊN HỆ GIỮA MỨC CƯỜNG ĐỘ ÂM VỚI CƯỜNG ĐỘ ÂM, KHOẢNG CÁCH TỪ ĐIỂM KHẢO SÁT ĐẾN NGUỒN ÂM 
KẾT LUẬN 
3. Âm cơ bản và họa âm 
* Â m cơ bản: Là âm có tần số f 0 và biên độ lớn nhất. 
* Họa âm: Là âm phát ra cùng âm cơ bản có nhiều tần số khác nhau có thể là 2f 0 , 3f 0 nhưng biên độ rất nhỏ . 
II. NHỮNG ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
Một nhạc cụ phát ra âm có tần số âm cơ bản là 
 f = 420(Hz). Một người có thể nghe được âm có tần số cao nhất là 18000 (Hz). Tần số âm cao nhất mà người này nghe được do dụng cụ này phát ra có giá trị bao nhiêu? 
VẬN DỤNG 
Giải 
f n = n.f cb = 420n (n N) 
Mà f n 18000 420n 18000 
 n 42. f max = 420 x 42 = 17640 (Hz) 
MỐI LIÊN HỆ GIỮA TẦN SỐ ÂM VỚI TẦN SỐ ÂM CƠ BẢN 
KẾT LUẬN 
* Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm . 
* Phổ của cùng một âm nhưng do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì khác nhau . 
3. Âm cơ bản và họa âm 
II. NHỮNG ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM 
* Đặc trưng vật lí thứ ba của âm là đồ thị dao động của âm đó 
t 
x 
t 
x 
Đồ thị dao động âm của kèn sacxô 
Đồ thị dao động âm của sáo 
ĐỒ THỊ DAO ĐỘNG ÂM 
ĐỒ THỊ DAO ĐỘNG ÂM 
Âm thoa 
x 
t 
x 
t 
Sáo 
Kèn 
x 
t 
NỘI DUNG BÀI HỌC 
CHÚC CÁC EM MẠNH KHỎE 
VÀ HỌC TẬP THẬT TỐT 
E-learning thế giới học tập điện tử cho mọi người 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Sách giáo khoa vật lí 12: Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) 
2. Sách giáo viên vật lí 12: Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) 
3. Chuẩn kiến thức vật lí 12 
4. Các chuyên đề vật lí 12: Chu văn Biên ( Chủ biên) 
5. Kênh you tube 
8. Snagit 13 
6. Phần mềm MINDMAP7 
9. Snagit 13 editor 
7. Kênh VTV1- Đài truyền hình Việt Nam 
10. Phần mềm Camtasia studio 8