ĐỘ CAO CỦA ÂM


SGK Vật lý 7 – Bài 11

SGK Vật lý 12 NC – Bài 17 – Trang 90

1. Mục tiêu

Khảo sát về độ cao của âm với tần số khác nhau.

2. Chuẩn bị lý thuyết

Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. Nguồn gốc của sống âm là do vật dao động, lớp không khí ở bên cạnh lần lượt bị nén rồi bị dãn. Không khí nén hay dãn thì làm xuất hiện lực đàn hồi khiến cho các dao động đó được truyền cho các phân tử khí ở xa hơn. Dao động được truyền trong không khí, tạo thành sóng gọi là sóng âm, cùng tần số với nguồn âm.

v6 0 độ cao của âm

Ta đã biết trong âm nhạc, các nốt nhạc đồ, rê, mi, pha, son, la, si ứng với các âm có độ cao tăng dần. Nếu đưa các tín hiệu âm này vào dao động kí điện tử thì ta thấy âm cao có tần số lớn hơn âm thấp. Vậy âm càng cao thì tần số càng lớn. Tai con người chỉ có thể cảm nhận được (nghe thấy) những âm có tần số khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz. Những âm trong khoảng tần số lớn hơn 20 000 Hz gọi là siêu âm và những âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm.

3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation

Dụng cụ

1 aMixer MGA, 1 cảm biến âm thanh với Bộ khuếch đại, 1 loa.

4. Tiến hành

Bước 1: Mở MGA, kết nối cảm biến âm thanh vào CH 1 của MGA. Khi màn hình “Tự động lựa chọn cảm biến”, chọn “Cảm biến âm thanh” rồi nhấn “Chạy”.

v5 1 lựa chọn thang đo

Bước 2: Cắm giắc của loa vào ổ cắm trên MGA có biểu tượng bttainghe.

v5 2 lỗ cắm loa

Bước 3: Nhấn vào nút bên trái phía trước loa để mở loa. Đảm bảo rằng nút ở giữa chưa ấn xuống.

Chú ý: Nút điều chỉnh âm lượng được vặn ở vị trí chấm trắng thứ nhất.

v5 4 loa và các nútv5 4 nút chỉnh âm lượng

Bước 4: Đặt cảm biến âm thanh cách loa khoảng 5 cm.

v5 4 đặt cảm biến âm thanh cách loa 5cm

Bước 5: Nhấn vào biểu tượng bt14 . Trong mục “Lựa chọn chế độ” chọn “Sine ra”, mục “Lựa chọn tần số” chọn “500 Hz”, và mục “Bật máy phát” chọn ô vuông và sau đó nhấn vào “Chạy”.

v5 5 chọn tần số phát

II. Thu thập dữ liệu

Bước 6: Tập trung cảm nhận độ cao của âm phát ra từ loa để có thể so sánh với độ cao của những âm thanh phát ra lúc sau. Nhấn vào biểu tượng bt14 1 để thay đổi tần số âm thanh cho 2 lần sau là “1000 Hz” và “2000 Hz”

Bước 7: Mô tả lại độ cao của âm thanh trong 3 trường hợp bạn nghe được vào Bảng 1.

Bước 8: Nhấn vào biểu tượng bt14 1 và thay đổi tần số của sóng sin thành “500 Hz”. Nhấn vào nút bt0 trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu. Sau khoảng 5 giây, nhấn vào nút bt00 để dừng thu thập dữ liệu.

v6 8 đồ thị thu được

Bước 9: Nhấn vào biểu tượng bt5 rồi nhấn 9 lần vào tín hiệu. Đồ thị tín hiệu sẽ mở rộng thấy khoảng 5 dao động dạng sin. Nhấn vào biểu tượng bt8 rồi nhấn vào điểm đỉnh của sóng sin. Một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Tiếp tục nhấn vào điểm đỉnh bên cạnh, một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Lúc này trên màn hình MGA sẽ xuất hiện 3 giá trị. Ghi lại giá trị “Tần số” vào Bảng 1.

Chú ý: Ta có thể di chuyển dấu ‘+’ đến vị trí chính xác bằng cách sử dụng các phím mũi tên trên MGA.

v6 9 phân tích đồ thịphimmuiten

Bước 10: Làm tương tự bước 8 và 9 nhưng mỗi lần nhấn vào biểu tượng bt14 1  và thay đổi tần số thành “1000 Hz”, “2000 Hz”. Ghi lại các giá trị “Tần số” đo được tương ứng vào Bảng 1.

Bảng 1

Tần số của sóng sin (Hz)

500

1000

2000

Độ cao của âm cảm nhận được (thấp, vừa, cao)
Tần số đo được (Hz)

5. Kết luận

Thí nghiệm có ưu điểm cho phép ta phát ra âm thanh với tần số khác nhau bằng máy và thu được tín hiệu dạng đồ thị.

Các câu hỏi thảo luận:

1. Dựa vào kết quả thu được trong Bảng 1, rút ra mối liên hệ giữa độ cao và tần số của âm.

2. Hãy so sánh hai cách phân biệt độ cao bằng cách nghe hoặc sử dụng MGA.