Giáo án Vật lý Lớp 12 - Tiết 18: Sóng âm

Ngày soạn :
 Tiết : 18 
CHỦ ĐỀ 3: SÓNG ÂM
I. MỤC TIÊU DẠY HỌC
 1. Kiến thức
- Nêu được sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm là gì.
- Nêu được cường độ âm và mức cường độ âm là gì và đơn vị đo mức cường độ âm.
- Nêu được ví dụ để minh hoạ cho khái niệm âm sắc. Trình bày được sơ lược về âm cơ bản, các hoạ âm.
- Nêu được các đặc trưng sinh lí (độ cao, độ to và âm sắc) và các đặc trưng vật lí (tần số, mức cường độ âm và các hoạ âm) của âm.
2. Kĩ năng
- Giải được các bài toán đơn giản về sóng âm.
- Nhận biết được ô nhiễm tiếng ồn trong đời sống từ đó có giải pháp phòng chống ô nhiễm tiếng ồn.
3. Thái độ 
Yêu thích môn học, gắn môn học với thực tiễn âm nhạc.
4. Năng lực định hướng hình thành và phát triển
- Năng lực giải quyết vấn đề.
- Năng lực thực nghiệm.
- Năng lực phân tích, khái quát hóa rút ra kết luận khoa học.
- Năng lực tự học.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Các video thí nghiệm đo tần số và mức cường độ âm.
- Những thiết bị, học liệu khác cần cho bài học 
2. Học sinh
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp... 
- Những nhiệm vụ khác do giáo viên phân công liên quan đến bài học 
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Mô tả chuỗi hoạt động học và dự kiến thời gian:
Các bước
Hoạt động
Tên hoạt động
Thời gian dự kiến
Khởi động
Hoạt động 1
Tạo tình huống và phát biểu vấn đề về các đặc trưng vật lý của âm.
15 phút
Hình thành kiến thức
Hoạt động 2
Tìm hiểu về đặc trưng vật lí của âm.
20 phút
Hoạt động 3
Tìm hiểu về đặc trưng sinh lí của âm.
5 phút
Tìm tòi mở rộng
Hoạt động 4
Áp dụng phương pháp khảo sát các đặc trưng vật lý của âm từ đó tìm hiểu những ảnh hưởng của âm đến đời sống xã hội. Tìm hiểu các điều kiện để các dụng cụ âm thanh, các ca sĩ có được chế độ âm thanh hay nhất 
5 phút
A. KHỞI ĐỘNG
Hoạt động 1: Tạo tình huống học tập về chủ đề học và bài học.
Mục tiêu: Xác định các vấn đề cần nghiên cứu.
Phương pháp, phương tiện dạy học: 
Phương pháp: Quan sát, trực quan, đàm thoại gợi mở.
Phương tiện dạy học: máy chiếu, phiếu học tập.
Thời gian: 15 phút.
Tổ chức hoạt động
Các bước
Hoạt động dạy
Chuyển giao nhiệm vụ
- GV phát phiếu kiểm tra cho các nhóm ( mỗi HS 1 tờ giấy có đánh số thứ tự từ 1 đến 10). Yêu cầu HS ghi các phương án lựa chọn của mình vào phiếu khi GV đọc câu hỏi từ 1 đến 10. Sau đó thu bài của một số HS để chấm điểm. 
 - GV cho HS quan sát một đoạn video về nguồn âm và sự truyền âm. 
- Yêu cầu HS thảo luận xác định vấn đề nghiên cứu. HS mô tả về âm, nguồn âm, xác định những tần số âm tai người nghe được? Nêu bản chất môi trường truyền âm? Các đặc trưng vật lý quan trọng nhất của âm ?
- Tổ chức HS báo cáo kết quả trước lớp và dẫn dắt HS giải quyết vấn đề cần xác định.
Thực hiện nhiệm vụ
 HS nhận nhiệm vụ, thảo luận câu hỏi sau đó trả lời.
Báo cáo thảo luận
- GV gọi một vài HS trả lời câu hỏi.
Dự đoán câu trả lời:
+ Âm. Nguồn âm.
+ Các đặc trưng vật lý của âm.
Kết luận
* GV kết luận: 
Trong chủ đề này chúng ta sẽ đi nghiên cứu về đặc trưng vật lí và sinh lí của âm.
B: HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 2: Tìm hiểu về đặc trưng vật lí của âm.
Mục tiêu: HS thực hiện được các nhiệm vụ nghiên cứu để hiểu và nắm được các nội dung sau: 
+ Nêu được âm là gì? Nguồn âm. 
+ Thế nào âm nghe được, hạ âm, siêu âm?
+ Sự truyền âm?
+ Các đặc trưng vật lí của âm: tần số âm, cường độ âm và mức cường độ âm?
Phương pháp, phương tiện dạy học: 
Phương pháp: Tổ chức thông qua dạy học nhóm, giải quyết vấn đề, suy luận logic, đàm thoại, gợi mở.
Phương tiện dạy học: máy chiếu, phiếu học tập, SGK.
Thời gian: 20 phút.
Tổ chức hoạt động:
Các bước
Hoạt động dạy học
Chuyển giao nhiệm vụ
C1: Âm là gì? Nguồn âm là gì?
C2: Thế nào là âm nghe được, siêu âm, hạ âm?
C3: Âm truyền được qua môi trường nào và tốc độ truyền âm ra sao? 
C4: Nêu đặc trưng vật lí của âm?
Thực hiện nhiệm vụ
HS làm việc nhóm, thảo luận , suy nghĩ sau đó đại diện nhóm trả lời câu hỏi.
Báo cáo thảo luận
GV gọi 01 HS đại diện một nhóm trả lời câu hỏi C1; các nhóm khác cho nhận xét về câu trả lời.
GV gọi 01 HS phát biểu khái niệm âm, nguồn âm. 
GV gọi 01 HS đại diện một nhóm trả lời câu hỏi C2; các nhóm khác cho nhận xét về câu trả lời.
GV gọi 01 HS phát biểu định nghĩa âm nghe được, siêu âm, hạ âm.
GV gọi 01 HS đại diện một nhóm trả lời câu hỏi C3; các nhóm khác cho nhận xét về câu trả lời.
GV gọi 01 HS cho biết âm truyền trong môi trường nào và tốc độ truyền âm ra sao.
GV gọi 01 HS đại diện một nhóm trả lời câu hỏi C4; các nhóm khác cho nhận xét về câu trả lời.
GV gọi 01 HS nêu khái niệm, đơn vị của cường độ âm và mức cường độ âm, công thức liên hệ. 
Kết luận, hợp thức hóa kiến thức
* GV chốt kiến thức:
I. Đặc trưng vật lí của âm
1. Âm và nguồn âm
a) Âm là gì?
Sóng âm (âm) là những sóng cơ lan truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí.
b) Nguồn âm
Nguồn âm là những vật dao động phát ra âm.
c) Âm nghe được, hạ âm, siêu âm
- Âm nghe được: Tai con người cảm nhận được (16Hz ≤ f ≤ 20.000Hz)
- Hạ âm: Tai con người không cảm nhận được (f < 16Hz)
- Siêu âm: Tai con người không cảm nhận được (f > 20.000Hz)
d) Sự truyền âm
- Môi trường truyền âm:
+ Âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí; không truyền được trong chân không.
+ Âm hầu như không truyền qua được các chất xốp như bông, len ® chất cách âm.
- Tốc độ truyền âm: Trong mỗi môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định, hữu hạn.
vRắn > vLỏng > vKhí
2. Đặc trưng vật lí của âm
a) Tần số âm
Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm. 
b) Cường độ âm và mức cường độ âm
- Cường độ âm: Cường độ âm là năng lượng của sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian. 
+ Kí hiệu: I
+ Đơn vị: W/m2 (oát trên mét vuông). 
- Mức cường độ âm:
+ Công thức: L(B) = lg(I/I0)
+ Đơn vị: B (ben) 
+ Nếu dùng đơn vị dB (đêxiben): 1B=10dB
 hay L(dB) = 10lg(I/I0)
Hoạt động 3: Tìm hiểu về đặc trưng sinh lí của âm.
a. Mục tiêu: Tìm hiểu đặc trưng sinh lí của âm.
b. Phương pháp, phương tiện dạy học: 
Phương pháp: Thảo luận nhóm, phát vấn, đàm thoại.
Phương tiện dạy học: máy chiếu, phiếu học tập, SGK.
c. Thời gian: 5 phút
d. Tổ chức hoạt động
Các bước
Hoạt động dạy học
Chuyển giao nhiệm vụ
Cảm giác mà âm gây cho cơ quan thính giác không chỉ phụ thuộc vào các đặc trưng vật lí của âm mà còn phụ thuộc sinh lí của tai. Tai người phân biệt các âm khác nhau nhờ ba đực trưng sinh lí của âm, đó là: độ cao, độ to và âm sắc. Hãy trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập.
PHIẾU HỌC TẬP 2.1
Độ cao là gì?
Độ to là gì?
Âm sắc là gì?
Thực hiện nhiệm vụ
HS thảo luận nhóm, trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập.
Báo cáo thảo luận
Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận. 
Các nhóm còn lại nhận xét, bổ sung.
Kết luận, hợp thức hóa kiến thức
II. Đặc trưng sinh lí của âm
- Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn với tần số âm.
- Độ to chỉ là một khái niệm nói về đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm.
- Âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn âm khác nhau phát ra. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm.
C. TÌM TÒI, MỞ RỘNG
Hoạt động 4: 
a. Mục tiêu: Tìm hiểu ứng dụng của sóng âm trong đời sống. Tích hợp bảo vệ môi trường và đạo đức con người.
b. Phương pháp: 
Phương pháp: Phát vấn, đàm thoại, gợi mở.
Phương tiện dạy học: máy chiếu, SGK.
c. Thời gian: 7 phút
d. Tổ chức hoạt động
Các bước
Hoạt động dạy học
Chuyển giao nhiệm vụ
GV cho HS xem lại các video về ứng dụng của sóng âm...từ đó yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Ô nhiễm tiếng ồn có tác hại gì? Cần phải làm gì để chống ô nhiễm tiếng ồn?
Thực hiện nhiệm vụ
HS độc lập suy nghĩ trả lời câu hỏi.
Báo cáo thảo luận
HS trả lời câu hỏi.
Kết luận, hợp thức hóa kiến thức
Hiểu biết về sóng âm để hạn chế ô nhiễm môi trường về tiếng ồn, có ý thức tôn trọng người xung quanh. Phải sử dụng điện tiết kiêm.
Hướng dẫn các hoạt động tiếp nối
Làm các bài tập trong SGK Vật lí 10.
V. RÚT KINH NGHIỆM
......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................