Bài 10: Biên độ, tần số, độ to và độ cao của âm

Khởi động

Các vật xung quanh ta có thể phát ra âm to nhỏ khác nhau. Khi nào vật phát ra âm to, khi nào vật phát ra âm nhỏ?

Lời giải tham khảo:

Vật phát ra âm to khi mà sóng âm truyền đến tai ta với biên độ lớn.

Vật phát ra âm nhỏ khi mà sóng âm truyền đến tai ta với biên độ nhỏ.

I. Biên độ và độ to của âm.

Câu hỏi 1. Khi gảy mạnh dây đàn, tiếng đàn sẽ to hay nhỏ?

Lời giải tham khảo:

Khi gảy mạnh dây đàn, biên độ dao động của dây đàn lớn nên tiếng đàn ta nghe được sẽ to.

Vận dụng 1. Đặt một ít mảnh vụn giấy hoặc xốp nhẹ lên mặt trống rồi dùng dùi trống đánh vào mặt trống. Các mảnh vụn nảy lên cao hay thấp khi em đánh trống mạnh, nhẹ? Tiếng trống nghe to hay nhỏ khi các mảnh vụn nảy lên cao, thấp?

Lời giải tham khảo:

Khi đánh mạnh vào mặt trống thì các mảnh vụn giấy (xốp) nảy lên cao và tiếng trống nghe to.

Khi đánh nhẹ vào mặt trống thì các mảnh vụn giấy (xốp) nảy lên thấp và tiếng trống nghe nhỏ.

II. Tần số và độ cao của âm

1. Tần số

Câu hỏi 2. Trái tim của một người đập 72 lần trong một phút. Trái tim của người này đập với tần số là bao nhiêu?

Lời giải tham khảo:

Ta có: 1 phút = 60 giây.

Vậy trái tim của người này đập với tần số là: 72 : 60 = 1,2 (Hz).

Luyện tập 1. Dùng các dụng cụ của trường em như ở hình 10.3, kiểm tra tần số của âm thoa. So sánh giá trị hiện thị ở đồng hồ đo điện đa năng với giá trị tần số ghi trên âm thoa.

Lời giải tham khảo:

Khi kiểm tra tần số của âm thoa, giá trị hiện thị ở đồng hồ đo điện đa năng bằng với giá trị tần số ghi trên âm thoa.

2. Độ cao của âm

Thí nghiệm: Cho hai thước thép đàn hồi có chiều dài khác nhau. Cố định một đầu hai thước thép đàn hồi có chiều dài khác nhau trên mặt một hộp gỗ. Lần lượt bật nhẹ đầu tự do để thước dao động (H10.4). Quan sát dao động và lắng nghe âm thanh phát ra.

• Phần tự do của thước nào dao động nhanh hơn?
• So sánh xem thước nào phát ra âm trầm hơn, thước nào phát ra âm bổng hơn?

Lời giải tham khảo:

Thước có phần đầu tự do dài hơn thì dao động nhanh hơn. 

Thước có phần đầu tự do dài hơn phát ra âm bổng hơn còn hước có phần đầu tự do ngắn hơn, phát ra âm trầm hơn.

Luyện tập 2. Ở mỗi âm thoa đều có ghi tần số âm thanh mà nó có thể phát ra. Gõ vào các âm thoa khác nhau, lắng nghe âm phát ra và đọc số ghi tần số trên âm thoa để rút ra nhận xét về liên hệ giữa độ cao và tần số của âm do âm thoa phát ra.

Lời giải tham khảo:

Âm thoa nào có tần số càng lớn, âm phát ra càng cao và ngược lại âm thoa nào có tần số càng nhỏ, âm phát ra càng thấp.

Vận dụng 2. Dùng kéo cắt phẳng một đầu ống hút có một đầu vát, cẩn thận khoét các lỗ nhỏ trên đầu ống hút (hình 10.5), (có thể dùng một chiếc đinh được nung nóng để dùi lỗ trên ống hút). Thổi vào đầu vát của ống hút, trong khi dùng ngón tay bịt rồi mở các lỗ và để ý xem độ cao của âm thanh thay đổi như thế nào. Đầu tiên bịt tất cả các lỗ, sau đó mở từng lỗ một, bắt đầu từ đầu xa miệng và di chuyển lại gần miệng.

a) Việc bịt và để hở các lỗ trên ống hút có ảnh hưởng đến độ cao của âm thanh tạo ra không?

b) Khi mở dần từng lỗ, bắt đầu từ đầu bằng của ống, độ cao của âm tăng lên hay giảm dần?

Lời giải tham khảo:

a) Việc bịt và để hở các lỗ trên ống hút có gây ảnh hưởng đến độ cao của âm thanh tạo ra. 

b) Khi mở dần từng lỗ, bắt đầu từ đầu bằng của ống, độ cao của âm sẽ tăng lên.

Tìm hiểu thêm: Thông thường, người có thể nghe được âm có tần số trong khoảng từ 20Hz đến 20 000Hz. Những âm có tần số dưới 20Hz được gọi là hạ âm. Những âm có tần số lớn hơn 20 000Hz được gọi là siêu âm. Một số con vật có thể nghe được hạ âm (chim bồ câu, tê giác Sumatra,...) và siêu âm (dơi, cá voi,...). Một con lắc như hình 10.2 thực hiện một dao động trong 2s. Tại sao ta không nghe được âm thanh mà con lắc này phát ra khi dao động?

Lời giải tham khảo:

Ta không nghe được âm thanh mà con lắc trong thí nghiệm phát ra khi dao động vì tần số dao động của con lắc thuộc dải hạ âm, con người không nghe được.