Giáo án Vật lý 12 bài 10: Đặc trưng vật lí của âm

BÀI 10: ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM I MỤC TIÊU Kiến thức: - Trả lời câu hỏi: Sóng âm gì? Âm nghe (âm thanh), hạ âm, siêu âm gì? - Nêu ví dụ môi trường truyền âm khác - Nêu đặc trưng vật lí âm tần số âm, cường độ mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, khái niệm âm hoạ âm Kĩ năng: Vận dụng kiến thức giải tập Thái độ: tích cực hoạt động học tập II CHUẨN BỊ Giáo viên: Làm thí nghiệm 10 Sgk Học sinh: Ôn lại định nghĩa đơn vị: N/m2, W, W/m2… III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Tìm hiểu âm, nguồn âm Hoạt động GV - Âm gì? + Theo nghĩa hẹp: sóng truyền mơi trường khí, lỏng, rắn  tai  màng nhĩ dao động  cảm giác âm + Nghĩa rộng: tất sóng cơ, chúng có gây cảm Hoạt động HS - HS nghiên cứu Sgk thảo luận để trả lời Nội dung I Âm, nguồn âm Âm - Sóng âm sóng truyền mơi trường khí, lỏng, rắn giác âm hay không - Tần số sóng âm tần số âm - Nguồn âm gì? - Cho ví dụ số nguồn âm? - Những vật phát âm Nguồn âm - Một vật dao động phát âm nguồn âm - Dây đàn, ống sáo, âm thoa, loa phóng thanh, còi ơtơ, xe máy… - Tần số âm phát tần số dao động - Những âm có tác dụng làm nguồn cho màng nhĩ dao động, gây cảm giác âm  gọi âm nghe - HS ghi nhận khái Âm nghe được, hạ niệm âm nghe được, hạ hay âm âm siêu âm âm siêu âm - Tai người không nghe - Âm nghe (âm hạ âm siêu âm Nhưng thanh) có tần số từ 16 số lồi vật nghe hạ  20.000 Hz âm (voi, chim bồ câu…) siêu âm (dơi, chó, cá heo…) - Âm có tần số 16 Hz gọi hạ âm - Đọc thêm phần “Một số ứng dụng siêu âm Sona” - Âm có tần số 20.000 Hz gọi siêu - Mơ tả thí nghiệm kiểm - HS ghi yêu cầu âm chứng nhà - Âm truyền môi trường nào? - Tốc độ âm truyền môi trường lớn nhất? Nó phụ thuộc vào yếu tố nào? - Rắn, lỏng, khí Khơng truyền chân khơng - Những chất chất cách âm? - Rắn > lỏng > khí Phụ thuộc vào mật độ, tính Sự truyền âm a Môi trường truyền âm - Âm truyền qua môi trường rắn, đàn hồi, nhiệt độ mơi trường lỏng khí khơng truyền chân khơng - Trong mơi trường, sóng âm truyền với tốc độ hoàn toàn xác định b Tốc độ âm - Dựa vào bảng 10.1 tốc độ âm số chất  cho ta - Các chất xốp bơng, len… biết điều gì? - Trong môi trường, âm truyền với tốc độ xác định Hoạt động : Tìm hiểu đặc trưng vật lí âm Hoạt động GV Hoạt động HS - Trong âm ta nghe - Ghi nhận khái được, có âm có tần niệm nhạc âm tạp số xác định âm âm nhạc cụ phát ra, có âm khơng có tần số xác định tiếng búa đập, tiếng sấm, tiếng ồn đường phố, chợ… Nội dung II Những đặc trưng vật lí âm - Nhạc âm: âm có tần số xác định - Tạp âm: âm có tần số khơng xác định - Ta xét đặc trưng vật lí tiêu biểu nhạc âm - Tần số âm tần số nguồn phát âm Tần số âm - Tần số âm đặc trưng vật lí quan trọng âm - Sóng âm mang lượng khơng? - Có, sóng âm Cường độ âm mức cường độ âm làm cho phần tử vật chất môi trường dao động? - Dựa vào định nghĩa  I có đơn vị gì? - I (W/m2) - I (W/m2) - HS nghiên cứu ghi I nhận mức cường độ âm - Đại lượng L  lg I gọi mức cường độ âm âm I (so với âm I0) + Âm có cường độ I = 1000I0 “nghe to gấp ba” âm có cường độ I0 I - Định nghĩa: (Sgk) b Mức cường độ âm (L) - Fechner Weber phát hiện: + Âm có cường độ I = 100I0 “nghe to gấp đơi” âm có cường độ I0 a Cường độ âm (I) - Ý nghĩa: Cho biết âm I nghe to gấp lần âm I0 I - Ta thấy I  100 � lg I  0 - Đơn vị: Ben (B) I I  1000 � lg  I0 I0 - Thực tế, người ta thường dùng đơn vị đêxiben (dB) - Chú ý: Lấy I0 âm chuẩn có tần số 1000Hz có cường độ I0 = 10-12 W/m2 chung cho âm có tần số khác 1dB  B 10 L (dB)  10lg I I0 I0 = 10-12 W/m2 Âm hoạ âm - Thông báo tần số âm âm cho nhạc cụ phát - HS ghi nhận khái - Khi nhạc cụ phát âm có tần số f0 đồng thời phát loạt âm có tần số niệm âm hoạ âm từ xác định đặc trưng vật lí thứ ba - Quan sát phổ một âm âm nhạc cụ khác phát - Phổ âm ra, hình 10.6 ta có nhận xét gì? hồn toàn khác  Đồ thị dao động nhạc âm nhạc cụ phát hồn tồn khác  Đặc trưng vật lí thứ ba - Đồ thị dao động âm gì? 2f0, 3f0, 4f0 … có cường độ khác + Âm có tần số f0 gọi âm hay hoạ âm thứ + Các âm có tần số 2f0, 3f0, 4f0 … gọi hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ tư - Tổng hợp đồ thị tất hoạ âm ta đồ thị dao động nhạc âm Hoạt động 3: Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV Hoạt động HS - Nêu câu hỏi tập nhà - Ghi câu hỏi tập nhà - Yêu cầu: HS chuẩn bị sau - Ghi chuẩn bị cho sau Nội dung IV RÚT KINH NGHIỆM ... đặc trưng vật lí âm - Nhạc âm: âm có tần số xác định - Tạp âm: âm có tần số không xác định - Ta xét đặc trưng vật lí tiêu biểu nhạc âm - Tần số âm tần số nguồn phát âm Tần số âm - Tần số âm đặc. ..giác âm hay khơng - Tần số sóng âm tần số âm - Nguồn âm gì? - Cho ví dụ số nguồn âm? - Những vật phát âm Nguồn âm - Một vật dao động phát âm nguồn âm - Dây đàn, ống sáo, âm thoa, loa... Hoạt động : Tìm hiểu đặc trưng vật lí âm Hoạt động GV Hoạt động HS - Trong âm ta nghe - Ghi nhận khái được, có âm có tần niệm nhạc âm tạp số xác định âm âm nhạc cụ phát ra, có âm khơng có tần số