Tóm tắt công thức sóng âm đầy đủ và bài tập có đáp án

Công thức sóng âm tuy ít nhưng bài tập áp dụng những công thức sóng âm này lại vô cùng khó nhằn, không dễ nhai. Để làm được những bài tập về sóng âm ta sẽ cùng ôn lại những kiến thức về sóng âm và học thêm những công thức sóng âm nâng cao, ngoài những công thức đã có trong sách.

I. Nhắc lại về sóng âm

1. Sóng âm là gì?

Sóng âm là sự Viral giao động âm trong những môi trường tự nhiên vật chất và sóng âm là một trường hợp riêng của sóng cơ .
Sóng âm trong môi trường tự nhiên lỏng và khí thì là sóng dọc. Còn trong môi trường tự nhiên rắn, sóng âm vừa là sóng dọc, vừa là sóng ngang

2. Phân loại sóng âm

Sóng âm gồm ba loại (phân loại theo tần số)

+ ) Âm nghe được : Là sóng âm có tần số thỏa mãn nhu cầu nằm trong đoạn từ 16H z đến 20000H z
+ ) Siêu âm : Là sóng âm thỏa mãn nhu cầu f > 20000H z
+ ) Hạ âm : Là sóng âm thỏa mãn nhu cầu f < 16H z Siêu âm và hạ âm là hai sóng âm mà tai người không nghe được. Nhưng có 1 số ít loài hoàn toàn có thể nghe được siêu âm như dơi, cá heo, … còn hạ âm hoàn toàn có thể nghe được bởi voi, …

3. Nguồn âm

Tất cả những vật phát ra giao động âm được gọi là nguồn âm
Tần số âm phát ra phải bằng tần số của nguồn âm

4. Môi trường truyền âm

Sóng cơ truyền được trong môi trường tự nhiên nào thì sóng âm cũng truyền được trong môi trường tự nhiên đó .
Vậy sóng âm truyền được trong ba thiên nhiên và môi trường : Rắn, lỏng, khí
Sóng âm không truyền được trong chân không ( do trong chân không không có những thành phần vật chất
Tốc độ truyền âm trong ba thiên nhiên và môi trường : v rắn > v lỏng > v khí ( Môi trường có tỷ lệ thành phần vật chất càng lớn thì tốc độ truyền âm càng lớn )
Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào vào thực chất của môi trường tự nhiên truyền âm .
Khi truyền từ môi trường tự nhiên này sang thiên nhiên và môi trường khác thì tần số của sóng âm không biến hóa
Vật liệu cách âm : Bông, len, xốp …

II. Các công thức về sóng âm cơ bản cần ghi nhớ

Công thức về cường độ âm :

Công thức mức cường độ âm :

Hoặc :

Công thức lan rộng ra :

Tần số sóng âm do dây đàn phát ra (hai đầu cố định): f=(kv)/(2l). Nếu k=1 thì âm phát ra là âm cơ bản; nếu k>1 thì âm phát ra là họa âm

Tần số sóng âm do ống sáo phát ra ( một đầu cố định và thắt chặt, một đầu tự do ) : f = ( 2 k + 1 ) * v / ( 4 l ). Nếu k = 0 thì âm phát ra là âm cơ bản ; nếu k > 0 thì âm phát ra là họa âm .
Công thức tìm tần số âm cơ bản khi biết tần số của hai họa âm liên tục : f = ( n + 1 ) f-nf

II. Bài tập

1. Một chiếc sáo phát ra âm có tần số âm cơ bản là 420 Hz. Một người hoàn toàn có thể nghe được âm có tần số cao nhất là 20000 Hz. Tần số âm cao nhất mà người này hoàn toàn có thể nghe được do chiếc sáo phát ra là bao nhiêu ?

Giải : Ta có : fn = n * fcơ bản = 420 n ( nN )
Mà

Vậy tần số âm lớn nhất chiếc sáo phát ra mà người này hoàn toàn có thể nghe được : 47. 420 = 19740

2. Một nguồn âm phát âm đẳng hướng trong không gian. Cho rằng không có sự hấp thụ và phản xạ âm thanh. 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 bao nhiêu?

Giải : Ta có :

3. Hai họa âm liên tục do một dây đàn phát ra có tần số hơn kém nhau 50 Hz, họa âm thứ năm và họa âm thứ sáu có tần số bằng bao nhiêu ?

Giải : Hai họa âm liên tục hơn kém nhau 50 Hz nên ta có :

Vậy họa âm thứ năm có tần số là :
f5 = 5 * f1 = 5.50 = 250 Hz
Vậy họa âm thứ sáu có tần số là :
f6 = 5.60 = 300 Hz

4. Một nguồn âm điểm S phát âm đẳng hướng với hiệu suất không đổi trong một thiên nhiên và môi trường không hấp thụ và không phản xạ âm. Lúc đầu, mức cường độ âm do S gây ra tại điểm M là L ( dB ). Khi cho S tiến lại gần M thêm một đoạn 60 m thì mức cường độ âm tại M lúc này là L + 6 ( dB ). Khoảng cách từ S đến M lúc đầu là

Giải :

Ta có :

5. Một ống thủy tinh hình tròn trụ đặt thẳng đứng, đầu trên hở trong không khí. Ống đang chứa nước với mực nước không thay đổi. Biết rằng khi đưa một âm thoa lại gần miệng ống và kích thích âm thoa xê dịch với tần f = 1100 Hz thì ống không phát ra âm thanh. Giữ nguyên âm thoa liên tục giao động rồi dâng mực nước lên cao dần thì thấy âm thanh ống phát ra to dần đến cực lớn, rồi từu từ nhỏ dần đến tắt hẳn, khi đó mực nước dâng lên 15 cm so với lục trước. Tìm vận tốc truyền âm trong không khí ?

Giải :

Mực nước dâng lên ứng với λ/2=15 cm => λ=30cm

Vận tốc truyền âm trong không khí là : v = λ * f = 0,3 * 1100 = 330 m / s

Xem thêm:

Công thức cường độ âm và bài tập minh họa

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Thủ Thuật