Chuyên đề Sóng âm vật lí 12

Tỉnh/TP: LÂM ĐỒNG Tên các chuyên đề có thể xây dựng trong chương trình vật lí 12:

- DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ - DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC. - SÓNG CƠ VÀ GIAO THOA SÓNG - SÓNG ÂM. - ĐOẠN MẠCH RLC NỐI TIẾP - MÁY ĐIỆN ( Máy phát điện, động cơ điện) - TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ……………………………………………………………………….

CHUYÊN ĐỀ: SÓNG ÂM

VẬT LÍ 12

1. Xác định vấn đề cần giải quyết của chuyên đề :

- Kiến thức về sóng âm là một phần nhỏ trong kiến thức của chương sóng cơ học được trình bày trong chương trình phổ thông nhằm hoàn thiện một cách tổng quát về sóng cơ học. Sóng âm là loại sóng gần gũi trong cuộc sống hằng ngày của con người. Ở lớp 7, học sinh đã biết những kiến thức cơ bản về âm, nguồn âm, tần số, biên độ âm, độ cao, độ to. Nhưng chưa nắm được các đặc trưng của âm như âm sắc, cường độ âm, mức cường độ âm để giải thích được một số hiện tượng về sóng âm và ứng dụng trong thực tế về sóng âm,… Trên cơ sở đó đề xuất phương án giúp học sinh nắm được bản chất vật lí của sóng âm để vận dụng vào việc giải thích các hiện tượng sóng âm và ứng dụng của sóng âm trong thực tế.

Nội dung chuyên đề này đề cấp đến các nội dung sau: Nội dung 1:Âm, nguồn âm. Nội dung 2: Những đặc trưng của âm - Hiệu ứng Đốp-ple. 2. Nội dung kiến thức cần xây dựng trong chuyên đề 1. Nội dung 1: Âm, nguồn âm. 1. Âm là gì? Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. Tần số của sóng âm cũng là tần số âm. 2. Nguồn âm Nguồn âm là vật dao động phát ra âm. Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm. 3. Âm nghe được, hạ âm, siêu âm Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz. Âm có tần số dưới 16Hz gọi là hạ âm. Âm có tần số trên 20 000Hz gọi là siêu âm. 4. Sự truyền âm a) Môi trường truyền âm Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng và khí. Âm không truyền được trong chân không. Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len, … Những chất đó gọi là chất cách âm. b) Tốc độ truyền âm

ThuVienDeThi.com

Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường. Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi. Nội dung 2: Những đặc trưng của âm - Hiệu Ứng Dopler 1. Tần số âm - Độ cao - Hiệu ứng Dopler. a) Tần số: Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm. Nhạc âm là âm có tần số xác định. Tạp âm là âm không có một tần số xác định. b) Độ cao Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với tần số của âm. Âm nghe càng thanh (cao) khi tần số càng lớn. Âm nghe càng trầm (thấp) khi tần số càng nhỏ. c) Hiệu Ứng Dopler Hiệu ứng Đốp-ple là sự thay đổi tần số của âm do máy thu nhận được so với tần số mà nguồn phát ra khi có sự chuyển động tương đối giữa nguồn và máy thu. Gọi v là tốc độ truyền sóng của âm. Khi nguồn âm đứng yên, người quan sát (máy thu) chuyển động với tốc độ vM so với nguồn âmthì tần số thu được là:

M v v f' = f v 

trong đó, f’ là tần số của âm mà máy thu nhận được, f là tần số âm do nguồn phát ra. Dấu cộng (+) ứng với trường hợp người quan sát chuyển động lại gần nguồn âm. Dấu trừ (-) ứng với trường hợp người quan sát chuyển động ra xa nguồn âm. Khi nguồn âm chuyển động với tốc độ vS đối với người quan sát (máy thu) đứng yên, thì tần số thu được là

s

v f' = f v v m Dấu trừ (-) ứng với trường hợp nguồn âm chuyển động lại gần người quan sát. Dấu cộng (+) ứng với trường hợp nguồn âm chuyển động ra xa người quan sát. 2. Cường độ và mức cường độ âm - Độ to a) Cường độ âm Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng 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.

I = 2 P 4 R  Đơn vị cường độ âm là W/m2. b) Mức cường độ âm

Đại lượng L = lg với I0 là chuẫn cường độ âm (âm rất nhỏ vừa đủ nghe, thường lấy chuẩn

0I I

cường độ âm I0 = 10-12W/m2 với âm có tần số 1000Hz) gọi là mức cường độ âm của âm có cường độ I.

Đơn …