Âm thanh bản chất của âm thanh là gì?

Đăng ngày: 22/03/2017 16:35

ĐẶC TÍNH ÂM THANH

1. Bản chất của âm thanh

• Âm thanh là các dao động cơ học (biến đổi vị trí qua lại) của các phân tử, nguyên tử hay các hạt làm nên vật chất và lan truyền trong vật chất như các sóng. Âm thanh, giống như nhiều sóng, được đặc trưng bởi tần số, bước sóng, chu kỳ, biên độ và vận tốc lan truyền (tốc độ âm thanh).

• Đối với thính giác của người, âm thanh thường là sự dao động, trong dải tần số từ khoảng 20 Hz đến khoảng 20 kHz, của các phân tử không khí, và lan truyền trong không khí, va đập vào màng nhĩ, làm rung màng nhĩ và kích thích bộ não. Tuy nhiên âm thanh có thể được định nghĩa rộng hơn, tuỳ vào ứng dụng, bao gồm các tần số cao hơn hay thấp hơn tần số mà tai người có thể nghe thấy, và không chỉ lan truyền trong không khí, mà trong bất cứ vật liệu nào. Trong định nghĩa rộng này, âm thanh là sóng cơ học và theo lưỡng tính sóng hạt của vật chất, sóng này cũng có thể coi là dòng lan truyền của các hạt phonon, các hạt lượng tử của âm thanh.

• Cả tiếng ồn và âm nhạc đều là các âm thanh. Trong việc truyền tín hiệu bằng âm thanh, tiếng ồn là các dao động ngẫu nhiên không mang tín hiệu.

2. Tốc độ âm thanh

- Là tốc độ lan truyền của sóng âm thanh qua môi trường.
- Tốc độ âm thanh phụ thuộc vào môi trường mà trong đó sóng âm lan truyền.
- Đơn vị đo tốc độ âm thanh là: m/s

Ví dụ:

+ Không khí 333 m/sec. (appr. 1.200 km/h)

+ Nước 1410 m/sec.

+ Bê tông 3400m/sec.

- Tốc độ âm thanh trong không khí hoàn toàn không phụ thuộc vào tần số dao động (là số lần dao động của vật thể trong một giây) tức là nếu dao động 20 lần/s hay 20000 lần/s thì tốc đo lan truyền cũng như nhau.

3. Tần số âm thanh (frequency)

- Là số dao động hoàn thành mỗi giây bởi đối tượng rung. Có đơn vị Hertz (Hz).

- Lỗ tai bình thường có thể nghe được những âm thanh dao động trong tần số từ

20 Hz tới 20 kHz.

• < 20 Hz: dướin gưỡng nghe

• 20 Hz – 20 kHz: trong ngưỡng nghe

• > 20 kHz: siêu âm

• Tần số từ 20 Hz tới15 kHz có thể chia thành 8 dãy như sau:

20 - 90 Hz Oktave-medium value = 63 Hz

90 - 176 Hz Oktave-medium value = 125 Hz

176 - 352 Hz Oktave-medium value = 250 Hz

352 - 704 Hz Oktave-medium value = 500 Hz

704 - 1.408 Hz Oktavemedium value = 1000 Hz

1408 - 2.816 Hz Oktave-medium value = 2000 Hz

2816 - 5.600 Hz Oktave-medium value = 4000 Hz

5600 - 15.000 Hz Oktave-medium value = 8000 Hz

4. Bước sóng âm thanh:

- Khoảng cách cực đại hay cực tiểu liên tiếp của một nguồn âm. Bước sóng phụ thuộc vào tần số và vận tốc âm thanh.

3. Áp âm thanh (Sound pressure)

- Sóng âm trong không khí thay đổi áp suất trên hay dưới áp suất khí quyển.

- Được đo bằng đơn vị Pascal

4. Mức áp âm thanh (sound pressure level)

- Được tính bằng decibel là đo lường sự thay đổi áp suất do âm thanh tạo ra.

- Kí hiệu Lp

Where p is the root mean square (RMS) value of acoustic pressure in pascals. The root mean square is the square root of the time average of the square of the pressure ratio. The ratio p/prefis squared to give quantities proportional to intensity or energy. For sound pressure levels in air, the reference pressure prefis 20 µPa

4. Công suất âm thanh (Sound power)

- là đơn vị dùng để đo năng lượng nguồn âm thanh. Đơn vị dùng là W

- Công suất âm thanh phụ thuộc vào điều kiện hoạt động nguồn âmchứ không phụ thuộc vào môi trường xung quanh hay khoảng cách.

5. Mức công suất âm thanh (Sound power level)

- Đơn vị tính là dB

- Kí hiệu là Lw

6. Cường độ âm thanh (Sound Intensity)

- Là năng lượng được sóng truyền đi trong 1 đơn vị thời gian qua 1 đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm thanh.

- Đơn vị: W/m2

7. Mức cường độ âm thanh (Sound Intensity Level)

- Đơn vị: dB

- Kí hiệu: LI

- Công thức tính

8. Công thức tính mức ồn khi cùng 1 nguồn âm thanh ở nhiều tần số

Ví dụ:

9. Chuyển đổi giữa mức áp suất âm thanh và mức công suất âm thanh

9.1 Khi ở trong phòng kín:

Hệ số α tham khảo của một số phòng:

• Hệ số hướng nguồn âm thanh Q

9.2 Khi ở ngoài trời

9.3 Bảng tra nhanh

10. Tính tăng mức âm thanh khi có các nguồn phát khác nhau.

11. Âm thanh giảm do khoảng cách

12. Mức ồn thay đổi do sự thay đổi tần số hoạt động của quạt

II. ĐẶC TÍNH SINH LÝ CỦA ÂM THANH

1. Độ cao của âm thanh

- Đặc tính sinh lý của âm dựa vào tần số âm

+ Âm có tần số lớn gọi là âm cao hay âm thanh

+ Âm có tần số nhỏ gọi là âm thấp hay âm trầm

2. Độ to của âm thanh

- Độ to của âm đối với tai người (âm lượng) không tăng tỉ lệ với cường độ âm, mà tăng tỉ lệ với mức cường độ âm. Nó phụ thuộc vào cường độ và tần số.

Ví dụ: với âm 1000 Hz có cường độ 10 ^-7 W/m2 đã là âm to, nhưng âm 50 Hz có cường độ 10 ^-7 W/m2 là âm nhỏ.

Vậy: độ to là một khái niệm đặc trưng sinh lý của âm gắn liền với đặc trưng vật lý mức cường độ âm

3. Âm sắc của âm thanh

- Khi nghe một bản nhạc tấu lên một bản nhạc người ta có thể phân biệt được đâu là tiếng đàn ghi ta, tiếng đàn piano, tiếng kèn săc xo … Sở dĩ ta phân biệt được là nhờ âm của các nhạc cụ có sắc thái riêng gọi là âm sắc.

- Vậy âm sắc giúp ta phân biệt được các âm cùng tần số nhưng phát ra từ các nguồn khác nhau. Âm sắc có liên quan mật thiết tới đồ thị dao động âm.

Nội dung được tham khảo từ nhiều tài liệu khác nhau

| Chia sẻ |

Công cụ

THẢO LUẬN

Chưa có thảo luận nào

Ý KIẾN CỦA BẠN

Hãy đăng nhập để thảo luận

Tin cùng loại cũ hơn

âm thanh là gì ?

Tin tức

Liên kết website

Thống kê truy cập

Tin mới đăng

Hỗ trợ trực tuyến