KHTN 7 · HỌC KỲ I · 2026–2027
Gia Sư SV biên soạn theo tài liệu VSTAR SCHOOL
Chương IV: Âm thanh. Nội dung gồm ôn lý thuyết, kiến thức đầy đủ và hướng dẫn giải theo thứ tự đề cương.
Bài 12. Sóng âm
Mục tiêu: Nhận biết dao động, sự truyền dao động và nguồn âm.; Giải thích sơ lược âm truyền trong không khí bằng các lớp không khí dao động.; Nêu được thí nghiệm chứng tỏ âm truyền trong chất rắn, chất lỏng, chất khí và không truyền trong chân không.; Vận dụng công thức quãng đường – thời gian trong bài toán truyền âm..
Lý thuyết
Đọc kiến thức và ví dụ, sau đó chuyển sang Ôn lý thuyết để tự kiểm tra.
I. Dao động và sóng
Dao động là chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng. Ví dụ: đầu thước thép được giữ một đầu rồi kéo lệch và thả; dây đàn sau khi gảy; mặt trống sau khi gõ; quả lắc đung đưa.
Sóng là sự lan truyền dao động trong môi trường. Khi một đầu thanh thép dao động làm vật nhỏ chạm mặt nước dao động, các gợn sóng lan ra trên mặt nước. Khi nén, dãn một đầu lò xo dài, sự nén, dãn lan dọc lò xo.
Cần phân biệt: một vật dao động tại chỗ và dao động lan sang những vùng xung quanh. Trong sóng, các phần tử môi trường dao động quanh vị trí cân bằng; không phải toàn bộ môi trường cùng trôi theo sóng.
II. Nguồn âm
Nguồn âm là vật phát ra âm. Các nguồn âm khi phát âm đều dao động. Có dao động rất nhỏ hoặc quá nhanh nên mắt thường khó nhận thấy.
Cần chỉ đúng bộ phận dao động: tiếng trống do mặt trống; tiếng đàn do dây đàn; tiếng sáo gắn với cột không khí dao động; tiếng loa do màng loa; tiếng nói do dây thanh quản dao động.
Có thể kiểm tra dao động của âm thoa bằng cách quan sát vật nhỏ nhẹ đặt gần nhánh âm thoa hoặc dùng thiết bị phù hợp. Không phải bộ phận cầm, gõ hay vặn chỉnh nào cũng là bộ phận phát âm chính.
| Tình huống | Bộ phận dao động phát âm |
|---|---|
| Gảy đàn ghi ta | Dây đàn |
| Gõ trống | Mặt trống |
| Thổi sáo | Cột không khí trong sáo |
| Loa đang phát nhạc | Màng loa |
| Âm thoa được gõ | Hai nhánh âm thoa |
III. Sóng âm trong không khí
Sóng âm là sự lan truyền dao động của nguồn âm trong môi trường. Màng loa dao động làm lớp không khí tiếp xúc với nó bị nén, dãn và dao động. Lớp này làm lớp không khí kế tiếp dao động; quá trình tiếp diễn tạo sóng âm.
Khi dao động truyền tới tai, màng nhĩ dao động; nhờ hoạt động của hệ thính giác, ta nghe được âm. Trong điều kiện thông thường, âm từ nguồn có thể lan ra xung quanh theo nhiều phương.
Ví dụ: một người gõ chuông giữa sân, những người đứng ở các phía khác nhau đều có thể nghe thấy. Mức âm ở mỗi vị trí có thể khác nhau do khoảng cách, vật cản và môi trường.
IV. Môi trường truyền âm
Môi trường truyền âm là môi trường cho sóng âm truyền qua. Âm truyền được trong chất rắn, chất lỏng và chất khí. Âm không truyền được trong chân không vì không có các phần tử môi trường để truyền dao động.
Thí nghiệm điện thoại cốc: nối hai cốc giấy bằng sợi dây căng; nói vào một cốc và nghe ở cốc kia. Dao động truyền qua đáy cốc, sợi dây rồi đến cốc còn lại, chứng tỏ chất rắn truyền âm.
Thí nghiệm trong nước: cho đồng hồ báo thức chạy bằng pin vào hộp kín chống nước, rồi nhúng hộp vào nước. Nếu vẫn nghe tiếng chuông qua nước thì chứng tỏ âm truyền được trong chất lỏng. Thực hiện với dụng cụ phù hợp theo hướng dẫn của giáo viên.
Thí nghiệm chuông trong bình: khi bình còn không khí, nghe tiếng chuông; hút dần không khí thì tiếng nhỏ đi. Trong mô hình chân không lí tưởng, âm không truyền qua khoảng chân không ra ngoài. Đế xốp giúp hạn chế âm truyền qua giá đỡ.
| Môi trường | Ví dụ |
|---|---|
| Chất khí | Nghe tiếng nói truyền qua không khí |
| Chất lỏng | Nghe âm từ nguồn ở trong nước |
| Chất rắn | Nghe tiếng gõ truyền qua mặt bàn hoặc dây căng |
| Chân không | Không truyền được sóng âm |
V. Tốc độ truyền âm và vận dụng
Tốc độ truyền âm phụ thuộc môi trường và điều kiện của môi trường. Trong những ví dụ quen thuộc của bài học, âm truyền trong sắt nhanh hơn trong nước và truyền trong nước nhanh hơn trong không khí. Không dùng thứ tự này như một khẳng định cho mọi vật liệu trong mọi điều kiện.
Với tốc độ truyền âm v, quãng đường s và thời gian t, vẫn dùng s = v × t và t = s/v. Phải dùng tốc độ của đúng môi trường mà âm truyền qua.
Ánh sáng truyền nhanh hơn âm rất nhiều. Khi sét ở xa, thường thấy chớp trước rồi mới nghe sấm. Việc áp tai vào một bề mặt có thể giúp nghe rõ dao động truyền qua chất rắn; nghe rõ hơn không tự nó chứng minh âm truyền nhanh hơn.
Chọn đáp án cho từng chỗ trống. Mỗi ô có 2–3 lựa chọn; em có thể kiểm tra và làm lại bài này.
I. Dao động và sóng
1. Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng gọi là .
2. Sóng là sự lan truyền trong môi trường.
II. Nguồn âm
3. Vật phát ra âm gọi là .
4. Các nguồn âm khi phát âm đều .
5. Khi gảy ghi ta, bộ phận dao động phát âm là .
6. Trong loa đang phát âm, bộ phận dao động là .
III. Sóng âm trong không khí
7. Sóng âm là sự lan truyền dao động của trong môi trường.
8. Màng loa làm các lớp không khí liên tiếp .
9. Âm đến tai làm dao động.
IV. Môi trường truyền âm
10. Âm truyền được trong chất rắn, chất lỏng và .
11. Âm không truyền được trong .
12. Điện thoại cốc với dây căng chứng tỏ âm truyền qua .
13. Âm từ đồng hồ kín nhúng trong nước chứng tỏ chất lỏng .
V. Tốc độ truyền âm và vận dụng
14. Trong ví dụ không khí, nước, sắt, âm truyền nhanh nhất trong .
15. Thời gian âm truyền quãng đường s là .
16. Thấy chớp trước khi nghe sấm ở xa vì ánh sáng truyền .
Hoạt động và bài tập
Tự làm trên giấy hoặc trong bản PDF, rồi mở lời giải để đối chiếu.
C1. Nêu thêm ví dụ về dao động.
Xem lời giải
Đáp án: Quả lắc đung đưa; dây đàn sau khi gảy; mặt trống khi gõ; đầu thước bị kéo lệch rồi thả.
Mỗi ví dụ cần chỉ ra vật chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng.
C2. Nêu thêm ví dụ về sự truyền dao động tạo thành sóng.
Xem lời giải
Đáp án: Rung một đầu dây tạo sóng chạy dọc dây; chạm đều một điểm trên mặt nước tạo gợn lan ra; nén, dãn một đầu lò xo tạo sóng dọc lò xo.
Rung một đầu dây tạo sóng chạy dọc dây; chạm đều một điểm trên mặt nước tạo gợn lan ra; nén, dãn một đầu lò xo tạo sóng dọc lò xo.
C3. Nêu thêm ví dụ về vật dao động phát ra âm; chỉ rõ bộ phận dao động.
Xem lời giải
Đáp án: Màng loa phát nhạc; dây thanh quản khi nói; cánh muỗi khi bay; mặt chuông khi được gõ.
Không chỉ nêu tên cả thiết bị: cần xác định bộ phận dao động phát âm.
C4. Nêu ví dụ cho thấy sóng âm truyền từ nguồn theo nhiều phương ra môi trường xung quanh.
Xem lời giải
Đáp án: Gõ chuông giữa sân: những người đứng phía trước, sau, trái, phải đều có thể nghe; tiếng trống trường cũng lan tới nhiều lớp xung quanh.
Các lớp không khí xung quanh nguồn lần lượt dao động và truyền âm.
C5. Điện thoại cốc có hai cốc giấy nối bằng dây căng. A áp cốc vào tai thì nghe B nói; đưa cốc xa tai thì không nghe rõ. Hiện tượng chứng tỏ điều gì?
Xem lời giải
Đáp án: Chứng tỏ âm truyền được qua chất rắn: đáy cốc và sợi dây.
Tiếng B làm đáy cốc dao động.
Dao động truyền dọc dây căng tới đáy cốc A, làm không khí gần tai A dao động.
Tấm ngăn trong thí nghiệm giúp giảm âm truyền trực tiếp qua không khí.
C6. Một đồng hồ báo thức đang kêu được đặt trong hộp kín chống nước rồi nhúng vào nước. Dự đoán có nghe được chuông không và nêu cách kiểm tra âm truyền trong chất lỏng.
Xem lời giải
Đáp án: Vẫn có thể nghe tiếng chuông truyền qua nước; kết quả chứng tỏ nước truyền được âm.
Dùng nguồn âm chạy bằng pin trong hộp kín phù hợp, thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên.
Cho hộp vào nước và nghe bằng bố trí thí nghiệm phù hợp; so sánh khi đồng hồ kêu và khi ngừng.
Ghi điều thực sự quan sát được, tránh để hộp chạm thành bể làm âm chủ yếu truyền qua giá đỡ.
C7. Nêu mỗi môi trường chất khí, chất rắn, chất lỏng một ví dụ truyền âm.
Xem lời giải
Đáp án: Khí: nghe bạn nói qua không khí. Rắn: nghe tiếng gõ truyền qua mặt bàn. Lỏng: nghe tiếng gõ hai vật dưới nước bằng dụng cụ phù hợp.
Ví dụ phải chỉ ra môi trường nằm trên đường truyền của âm.
C8. Trong ví dụ lịch sử, người ta áp tai xuống đất để nhận biết tiếng vó ngựa ở xa. Giải thích bằng sự truyền âm.
Xem lời giải
Đáp án: Vó ngựa làm đất dao động; dao động truyền qua đất tới tai. Trong tình huống này, áp tai vào đất có thể nhận được âm rõ hơn so với chỉ nghe qua không khí.
Đất là môi trường vật chất có thể truyền dao động âm.
Mức âm nhận được còn phụ thuộc nền đất, khoảng cách và nhiễu; không nên chỉ giải thích bằng tốc độ.
Câu 1. Khi gảy dây đàn ghi ta, vật dao động phát âm là gì?
Xem lời giải
Đáp án C.
Tay làm dây dao động; chính dây đàn là nguồn dao động phát âm.
Câu 2. Âm từ ti vi phát ra chủ yếu ở bộ phận nào?
Xem lời giải
Đáp án C.
Màng loa dao động, làm không khí dao động và truyền âm.
Câu 3. Các vật phát ra sóng âm có đặc điểm chung nào?
Xem lời giải
Đáp án D.
Nguồn âm phát âm nhờ dao động.
Câu 4. Khi có sét, bộ phận môi trường dao động tạo ra tiếng sấm là gì?
Xem lời giải
Đáp án B.
Không khí quanh tia sét bị nung nóng, giãn nở rất nhanh và tạo dao động truyền thành âm.
Câu 5. Phát biểu nào sai về môi trường truyền âm?
Xem lời giải
Đáp án D.
Sóng âm cần môi trường vật chất, không truyền qua chân không.
Câu 6. Áp tai xuống sàn nghe rõ tiếng bước chân hơn so với nghe qua không khí. Kết luận phù hợp nhất với quan sát này là gì?
Xem lời giải
Đáp án D.
Độ rõ liên quan mức âm truyền đến tai. Quan sát nghe rõ hơn không trực tiếp đo tốc độ truyền âm.
Câu 7. Khi tia sét ở xa, nhận xét nào không phù hợp với hiện tượng thường quan sát?
Xem lời giải
Đáp án B.
Với sét ở xa, âm đến muộn rõ rệt vì tốc độ truyền âm nhỏ hơn rất nhiều tốc độ ánh sáng.
Câu 8. Ý kiến nào sai về sự truyền âm?
Xem lời giải
Đáp án C.
Kính là chất rắn vẫn truyền được dao động. Cửa kín làm giảm âm truyền vào do phản xạ, hấp thụ và cấu trúc cách âm, không phải vì chất rắn không truyền âm.
Câu 9. Gọi v1 là tốc độ âm trong không khí, v2 trong sắt, v3 trong nước ở điều kiện thường của bài. Thứ tự tăng dần là gì?
Xem lời giải
Đáp án C.
Trong các môi trường được nêu: không khí chậm nhất, nước tiếp theo, sắt nhanh nhất.
Câu 10. Ruồi, muỗi, ong khi bay có tiếng vo ve. Bộ phận nào dao động phát ra âm?
Xem lời giải
Đáp án: Cánh của chúng đập nhanh, làm không khí xung quanh dao động và phát ra tiếng vo ve.
Không cần giả thiết chúng có cơ quan phát âm giống người.
Câu 11. Nêu ví dụ chứng tỏ âm truyền được trong chất lỏng.
Xem lời giải
Đáp án: Nghe tiếng chuông đồng hồ đặt trong hộp kín nhúng vào nước; tiếng va chạm của hai vật dưới nước được thu bằng dụng cụ nghe phù hợp.
Cần bố trí để âm có đoạn đường truyền qua nước, hạn chế đường truyền chủ yếu qua thành bể hoặc giá đỡ.
Câu 12. Một tiếng gõ tại M truyền đến N cách 1590 m. Tính thời gian nếu a) truyền qua đường ray với tốc độ 5300 m/s; b) truyền trong không khí với tốc độ 340 m/s. Đây là bài toán mô hình, không thực hành trên đường ray đang sử dụng.
Xem lời giải
Đáp án: a)0,30 s. b)Khoảng 4,68 s.
Dùng t = s/v.
Qua ray: t1 = 1590/5300 = 0,30 s.
Qua không khí: t2 = 1590/340 ≈ 4,68 s.
Âm qua ray đến sớm hơn trong dữ liệu bài.
Câu 13. Gõ một âm thoa; một âm thoa thích hợp đặt gần đó cũng dao động. Thí nghiệm chứng tỏ điều gì?
Xem lời giải
Đáp án: Dao động âm truyền qua không khí và có thể làm vật khác dao động; sóng âm truyền năng lượng.
Âm thoa thứ nhất làm không khí dao động.
Dao động truyền tới âm thoa thứ hai và làm nó dao động khi điều kiện phù hợp.
Bài 13. Độ to và độ cao của âm
Mục tiêu: Nhận biết biên độ dao động và liên hệ với độ to của âm.; Nêu định nghĩa tần số, đơn vị hertz (Hz), tính f = N/t.; Liên hệ tần số với độ cao; phân biệt âm cao với âm to.; Đọc hình dạng dao động và giải thích âm thanh của nhạc cụ trong tình huống đơn giản..
Lý thuyết
Đọc kiến thức và ví dụ, sau đó chuyển sang Ôn lý thuyết để tự kiểm tra.
I. Biên độ dao động
Biên độ dao động là độ lệch lớn nhất của vật dao động so với vị trí cân bằng. Với đầu thước rung, đó là khoảng cách từ vị trí cân bằng đến vị trí xa nhất mà đầu thước đạt tới.
Không nhầm biên độ với khoảng cách giữa hai vị trí biên: trong dao động đối xứng, khoảng cách giữa hai biên bằng hai lần biên độ.
Sóng âm không nhìn thấy trực tiếp bằng mắt. Micro và dao động kí có thể ghi lại dạng tín hiệu âm. Trên hình biểu diễn, biên độ được đọc từ đường cân bằng đến đỉnh hoặc đáy xa nhất, theo cùng thang đo.
II. Độ to của âm
Trong cùng điều kiện quan sát, nguồn âm dao động với biên độ lớn hơn tạo sóng âm có biên độ lớn hơn; ta nghe âm to hơn. Biên độ nhỏ hơn thì âm nhỏ hơn.
Muốn tiếng đàn hoặc tiếng trống to hơn, gảy dây hoặc gõ mặt trống mạnh hơn để tăng biên độ dao động. Gảy, gõ nhẹ hơn làm biên độ nhỏ, âm nhỏ.
So sánh độ to bằng biên độ cần xét cùng điều kiện và vị trí nghe; khoảng cách đến nguồn cũng ảnh hưởng âm nghe được. Độ to và độ cao là hai đặc trưng khác nhau: một âm có thể cao nhưng nhỏ, hoặc trầm nhưng to.
III. Tần số dao động
Tần số là số dao động vật thực hiện trong một giây. Đơn vị là hertz, kí hiệu Hz. Tần số 30 Hz nghĩa là vật thực hiện 30 dao động trong 1 s.
Nếu vật thực hiện N dao động trong thời gian t giây thì f = N/t; suy ra N = f × t. Khi t được cho bằng phút, phải đổi sang giây trước khi tính.
Tai người thường nghe được âm có tần số khoảng 20 Hz đến 20000 Hz. Âm có tần số lớn hơn 20000 Hz gọi là siêu âm; âm có tần số nhỏ hơn 20 Hz gọi là hạ âm. Giới hạn nghe được có thể khác nhau giữa các người.
Ví dụ:3300 dao động trong 10 s cho f = 330 Hz. Một mặt trống có f = 100 Hz thì trong 1 phút = 60 s thực hiện N = 100 × 60 = 6000 dao động.
Các nốt nhạc có những tần số khác nhau; bảng sau là một ví dụ ở cùng quãng tám, không phải mỗi tên nốt chỉ có một tần số duy nhất.
| Nốt | Đô | Rê | Mi | Fa | Sol | La | Si |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| f gần đúng (Hz) | 523 | 587 | 659 | 698 | 784 | 880 | 988 |
IV. Độ cao của âm
Âm cao còn gọi là âm bổng; âm thấp còn gọi là âm trầm. Tần số càng lớn thì âm càng cao; tần số càng nhỏ thì âm càng trầm. Nguồn dao động nhanh hơn tạo âm có tần số lớn hơn.
Trên dao động kí, khi cùng thang thời gian, đường biểu diễn có nhiều dao động hơn trong cùng một khoảng thời gian thì tần số lớn hơn. Không so sánh số gợn nếu hai hình dùng thang thời gian khác nhau.
Với cùng một dây đàn và chiều dài dao động, tăng độ căng thường làm dây dao động nhanh hơn và âm cao hơn. Với thước thép giữ một đầu, phần tự do ngắn hơn thường dao động nhanh hơn và phát âm cao hơn; phần tự do dài hơn cho âm thấp hơn.
Ghi nhớ cặp liên hệ: biên độ ↔ độ to; tần số ↔ độ cao. Khi trả lời, dùng đúng từ “to/nhỏ” và “cao/thấp”.
Chọn đáp án cho từng chỗ trống. Mỗi ô có 2–3 lựa chọn; em có thể kiểm tra và làm lại bài này.
I. Biên độ dao động
1. Biên độ là độ lệch so với vị trí cân bằng.
2. Trên hình, biên độ đo từ đường cân bằng đến .
3. Thiết bị hiển thị dạng dao động âm trong bài là .
II. Độ to của âm
4. Biên độ sóng âm lớn hơn thì trong cùng điều kiện nghe, âm .
5. Gõ trống nhẹ hơn làm biên độ nhỏ hơn, âm .
III. Tần số dao động
6. Tần số là số dao động trong .
7. Đơn vị tần số là .
8. Nếu có N dao động trong t giây, tần số là .
9. 100 Hz nghĩa là 100 dao động trong .
10. Trước khi dùng f = N/t, thời gian phút cần đổi sang .
11. Tai người thường nghe được tần số khoảng .
12. Âm có tần số trên 20000 Hz gọi là .
IV. Độ cao của âm
13. Tần số càng lớn thì âm càng .
14. Âm thấp còn gọi là âm .
15. Trong cùng khoảng thời gian, hình có nhiều dao động hơn có tần số .
16. Cặp liên hệ đúng là biên độ–độ to và tần số– .
Hoạt động và bài tập
Tự làm trên giấy hoặc trong bản PDF, rồi mở lời giải để đối chiếu.
C1. So sánh biên độ hai dạng dao động b và c. Rút ra mối liên hệ giữa biên độ dao động của nguồn và biên độ sóng âm.
Xem lời giải
Đáp án: Biên độ hìnhb lớn hơn hìnhc. Nguồn dao động biên độ lớn hơn tạo sóng âm biên độ lớn hơn trong cùng điều kiện.
Đo từ đường cân bằng đến đỉnh, không đo từ đỉnh trên đến đáy dưới.
C2. So sánh độ to của âm trong hai trường hợp b và c ở hình.
Xem lời giải
Đáp án: Âm ở b to hơn âm ở c vì biên độ lớn hơn, với cùng điều kiện nghe.
Âm ở b to hơn âm ở c vì biên độ lớn hơn, với cùng điều kiện nghe.
C3. Từ thí nghiệm, nêu quan hệ giữa biên độ sóng âm và độ to.
Xem lời giải
Đáp án: Biên độ sóng âm càng lớn thì âm nghe càng to; biên độ càng nhỏ thì âm càng nhỏ trong cùng điều kiện.
Biên độ sóng âm càng lớn thì âm nghe càng to; biên độ càng nhỏ thì âm càng nhỏ trong cùng điều kiện.
C4. Khi gảy đàn hoặc đánh trống, muốn âm phát ra to hơn cần làm gì? Vì sao?
Xem lời giải
Đáp án: Gảy hoặc gõ mạnh hơn để dây đàn hoặc mặt trống dao động với biên độ lớn hơn.
Biên độ lớn làm âm to hơn; không vì thế mà kết luận tần số tăng.
C5. Một dây đàn ghi ta dao động 880 lần mỗi giây. Tần số là bao nhiêu?
Xem lời giải
Đáp án: 880 Hz.
f = N/t = 880/1 = 880 Hz.
C6. Mặt trống dao động với tần số 100 Hz. Trong 1 phút thực hiện bao nhiêu dao động?
Xem lời giải
Đáp án: 6000 dao động.
1 phút = 60 s.
N = f × t = 100 × 60 = 6000.
C7. Cánh ong mật thực hiện 3300 dao động trong 10 s. Tính tần số.
Xem lời giải
Đáp án: 330 Hz.
f = 3300/10 = 330 Hz.
C8. Quan sát hai dạng dao động A và B trên cùng thang thời gian. a) So sánh tần số. b) So sánh độ cao. c) Rút ra mối liên hệ giữa tần số và độ cao.
Xem lời giải
Đáp án: a)fB>fA. b)ÂmB cao hơn âmA. c)Tần số càng lớn, âm càng cao.
B có nhiều dao động hơn A trong cùng khoảng thời gian.
Tần số sóng âm bằng tần số dao động của nguồn trong thí nghiệm.
Không dùng độ cao của đỉnh sóng để kết luận âm cao hay thấp.
C9. Muỗi vỗ cánh 3000 lần trong 5 s; ong mật vỗ cánh 4950 lần trong 15 s. a) Tính tần số, con nào vỗ nhanh hơn? b) Con nào phát âm cao hơn?
Xem lời giải
Đáp án: Muỗi 600 Hz; ong 330 Hz. Muỗi vỗ nhanh hơn và phát âm cao hơn.
fmuỗi = 3000/5 = 600 Hz.
fong = 4950/15 = 330 Hz.
600>330 nên muỗi có tần số lớn hơn.
C10. Với cùng một dây đàn ghi ta, tăng hoặc giảm độ căng sẽ làm âm cao, thấp và tần số thay đổi như thế nào?
Xem lời giải
Đáp án: Căng hơn: tần số tăng, âm cao hơn. Chùng hơn: tần số giảm, âm thấp hơn, khi các yếu tố khác giữ như nhau.
So sánh cùng dây và cùng chiều dài dao động.
C11. Nêu ví dụ âm trầm và âm bổng.
Xem lời giải
Đáp án: Âm trầm: nốt thấp của đàn hoặc tiếng trống lớn; âm bổng: nốt cao của sáo hoặc tiếng muỗi vo ve.
Cần so sánh độ cao, không dùng “rất to” làm đồng nghĩa với “rất cao”.
Câu 1. Vật phát ra âm cao hơn khi nào?
Xem lời giải
Đáp án D.
Độ cao phụ thuộc tần số; biên độ lớn chỉ liên hệ với âm to hơn.
Câu 2. Tần số là gì?
Xem lời giải
Đáp án B.
Tần số là số dao động thực hiện trong một giây.
Câu 3. Kết luận nào đúng?
Xem lời giải
Đáp án B.
Tần số lớn tương ứng âm cao; tần số nhỏ tương ứng âm trầm.
Câu 4. Vật nào phát ra âm trầm nhất?
Xem lời giải
Đáp án C.
Tần số lần lượt:200 Hz;320 Hz;6000/60 = 100 Hz;300 Hz. Nhỏ nhất 100 Hz nên âm trầm nhất.
Câu 5. Trong cùng điều kiện, độ to của âm liên hệ với đại lượng nào?
Xem lời giải
Đáp án C.
Biên độ lớn hơn tạo âm to hơn trong cùng điều kiện.
Câu 6. Âm do vật phát ra nhỏ hơn khi nào?
Xem lời giải
Đáp án C.
Độ to giảm khi biên độ giảm; tần số nhỏ liên hệ âm trầm, không đồng nghĩa âm nhỏ.
Câu 7. Độ lệch lớn nhất của vật dao động so với vị trí cân bằng gọi là gì?
Xem lời giải
Đáp án C.
Đó là định nghĩa biên độ dao động.
Câu 8. Âm do muỗi phát ra có tần số khoảng 600 Hz; do ruồi đen khoảng 350 Hz theo dữ liệu bài. Âm nào bổng hơn? Vì sao?
Xem lời giải
Đáp án: Âm của muỗi bổng hơn vì 600 Hz>350 Hz.
Tần số lớn hơn thì âm cao hơn.
Câu 9. Một lá thép thực hiện 4500 dao động trong 15 s. a) Tính tần số. b) Tai người có thể nghe âm này không?
Xem lời giải
Đáp án: a)300 Hz. b)Có thể nghe nếu âm đủ rõ, vì 300 Hz thuộc khoảng 20–20000 Hz.
f = 4500/15 = 300 Hz.
20<300<20000; tần số nằm trong miền nghe thông thường.
Câu 10. Trong 1 phút 5 giây, âm thoa thực hiện 28600 dao động. Một dây đàn ghi ta có tần số 330 Hz. a) Tính tần số âm thoa. b) Vật nào phát âm bổng hơn?
Xem lời giải
Đáp án: a)440 Hz. b)Âm thoa bổng hơn.
1 phút 5 giây = 65 s.
f = 28600/65 = 440 Hz.
440>330 nên âm thoa phát âm cao hơn.
Câu 11. Muốn thay đổi độ to của tiếng đàn ghi ta, người chơi thường thực hiện thao tác nào? Giải thích.
Xem lời giải
Đáp án: Thay đổi độ mạnh khi gảy: mạnh hơn cho biên độ lớn hơn, âm to hơn; nhẹ hơn cho biên độ nhỏ hơn, âm nhỏ hơn.
Phân biệt với chỉnh độ căng hoặc chiều dài dây, thường dùng để thay đổi độ cao.
Câu 12. Giữ một đầu thước thép trên bàn, làm phần tự do dao động. Thay đổi độ dài phần tự do và lắng nghe. Độ cao âm liên hệ thế nào với độ dài này?
Xem lời giải
Đáp án: Phần tự do ngắn hơn thường dao động nhanh hơn, tần số lớn hơn nên âm cao hơn; phần tự do dài hơn dao động chậm hơn nên âm trầm hơn.
Thử với cùng một thước, cùng cách giữ; thay đổi độ dài phần nhô ra.
Ghi nhận âm thực tế; nếu phần tự do quá dài, tần số có thể quá thấp để nghe rõ.
Không nhầm âm nhỏ do biên độ giảm với âm trầm do tần số giảm.
Bài 14. Phản xạ âm, chống ô nhiễm tiếng ồn
Mục tiêu: Nêu được âm phản xạ, điều kiện nghe tiếng vang và một số ứng dụng.; Phân biệt vật phản xạ âm tốt, kém qua tính chất bề mặt và thí nghiệm.; Nhận biết tiếng ồn gây ảnh hưởng và đề xuất biện pháp giảm tiếng ồn.; Giải bài toán truyền âm một chiều và truyền âm đi–về..
Lý thuyết
Đọc kiến thức và ví dụ, sau đó chuyển sang Ôn lý thuyết để tự kiểm tra.
I. Phản xạ âm và tiếng vang
Khi âm truyền tới mặt chắn, một phần âm có thể dội trở lại. Âm phản xạ là âm được dội lại khi gặp mặt chắn. Ví dụ: nói trước vách núi hoặc vách hang và nghe âm vọng lại.
Tiếng vang là âm phản xạ nghe tách biệt sau âm trực tiếp. Trong bài học, có thể nghe tiếng vang khi âm phản xạ đến tai chậm hơn âm trực tiếp ít nhất khoảng 1/15 s, đồng thời âm phản xạ đủ rõ để nghe.
Không phải cứ có âm phản xạ là có tiếng vang. Trong phòng nhỏ, âm phản xạ thường về quá sớm, hòa với âm trực tiếp. Trong phòng lớn, trống và có mặt phản xạ phù hợp, âm có thể đi xa hơn rồi trở về đủ muộn để nghe thành tiếng vang.
II. Ứng dụng và bài toán đường truyền âm
Dùng thiết bị phát siêu âm xuống đáy biển, đo thời gian từ lúc phát đến lúc nhận âm phản xạ. Nếu biết tốc độ v trong nước và âm đi gần theo phương thẳng đứng thì tổng quãng đường đi–về là 2 d, với d là độ sâu. Vì vậy d = v × t/2.
Phải xác định t là thời gian âm đi một chiều hay đi–về. Tiếng sấm truyền từ chỗ sét đến người nghe là một chiều: s = v × t. Siêu âm từ tàu xuống đáy rồi trở lại là hai chiều: d = v × t/2.
Dơi có thể dùng âm tần số cao và âm phản xạ để phát hiện vật cản hoặc con mồi. Tư liệu nêu ví dụ tần số siêu âm khoảng 50000–70000 Hz; tần số thực tế phụ thuộc loài và tình huống. Âm phát ra gặp vật cản rồi phản xạ về để dơi nhận biết.
III. Vật phản xạ âm tốt và kém
Thí nghiệm: đặt đồng hồ làm nguồn âm trong hộp cách âm; cho âm truyền tới một tấm vật liệu rồi phản xạ về tai. Lần lượt thay tấm gỗ nhẵn, tấm gỗ sần sùi và tấm xốp có cùng kích thước, giữ vị trí các bộ phận như nhau và so sánh âm nghe được.
Theo quy tắc gần đúng của bài học: vật cứng, bề mặt nhẵn thường phản xạ âm tốt; vật mềm, xốp thường hấp thụ âm tốt và phản xạ âm kém. Bề mặt sần sùi làm âm phản xạ phân tán theo nhiều hướng nên giảm phản xạ rõ theo một hướng.
Nhà hát, phòng hòa nhạc, rạp chiếu phim thường dùng vật liệu hấp thụ âm, rèm, ghế đệm hoặc xử lí bề mặt để hạn chế âm phản xạ kéo dài, giúp nghe rõ lời và nhạc.
| Phản xạ âm thường tốt | Phản xạ âm thường kém |
|---|---|
| Mặt gương, kính, mica nhẵn | Xốp mềm, ghế đệm mút |
| Tấm kim loại, đá hoa nhẵn | Rèm nhung, len, dạ |
| Tường cứng nhẵn, mặt nước tương đối phẳng | Thảm, vật liệu mềm xốp; bề mặt sần sùi làm tán âm |
IV. Tiếng ồn và ô nhiễm tiếng ồn
Âm thanh giúp giao tiếp, học tập và nhận biết môi trường. Tuy nhiên, những âm không mong muốn, gây cản trở hoạt động hoặc khó chịu có thể là tiếng ồn. Trong bài học, đặc biệt chú ý âm to, kéo dài, thường xuyên có thể ảnh hưởng xấu tới sức khỏe và sinh hoạt.
Môi trường có tiếng ồn gây ảnh hưởng xấu được xem là bị ô nhiễm tiếng ồn. Cần xét cả độ to, thời gian, thời điểm và nơi phát âm: karaoke đêm khuya, máy khoan kéo dài sát nhà hoặc âm thanh khu chợ gần lớp học có thể gây ảnh hưởng.
Không đồng nhất mọi âm to với ô nhiễm tiếng ồn kéo dài. Tiếng còi xe cứu thương có chức năng cảnh báo cần thiết; tiếng sấm là âm tự nhiên ngắn. Chúng vẫn có thể gây ồn tại thời điểm nghe, nhưng phải xét hoàn cảnh khi đánh giá ô nhiễm.
V. Biện pháp giảm tiếng ồn
Có thể giảm tiếng ồn ở ba khâu: hạn chế nguồn gây ồn; làm giảm hoặc ngăn âm trên đường truyền; giảm âm truyền đến tai. Kết hợp nhiều biện pháp thường hiệu quả hơn chỉ dùng một biện pháp.
Ví dụ trong tư liệu: hàng rào chống ồn ngăn cách đường cao tốc với khu dân cư; trồng cây; đặt biển “Cấm sử dụng còi” gần khu vực cần yên tĩnh; hạn chế phương tiện cá nhân bằng cách dùng giao thông công cộng; giữ yên lặng trong bệnh viện; sử dụng mũ hoặc thiết bị bảo vệ thính giác phù hợp khi làm việc ở nơi ồn.
Với gia đình gần đường lớn hoặc chợ: đóng kín các khe cửa, dùng cửa và vật liệu cách âm phù hợp, bố trí phòng học hoặc ngủ xa phía đường, giảm âm thanh phát ra trong nhà, trao đổi để hạn chế nguồn ồn vào giờ nghỉ. Cây xanh và rèm có thể hỗ trợ; không nên coi một lớp rèm mỏng là đủ chặn mọi tiếng ồn mạnh.
| Khâu tác động | Ví dụ |
|---|---|
| Tại nguồn | Giảm âm lượng, bảo dưỡng máy, hạn chế còi không cần thiết |
| Trên đường truyền | Tường hoặc hàng rào chống ồn, cửa kín, vật liệu cách âm |
| Tại người nghe | Bố trí chỗ ở xa nguồn; dùng bảo vệ tai phù hợp khi cần |
Chọn đáp án cho từng chỗ trống. Mỗi ô có 2–3 lựa chọn; em có thể kiểm tra và làm lại bài này.
I. Phản xạ âm và tiếng vang
1. Âm phản xạ là âm được khi gặp mặt chắn.
2. Tiếng vang là âm phản xạ nghe được .
3. Độ trễ tối thiểu gần đúng để phân biệt tiếng vang là .
4. Có âm phản xạ thì .
II. Ứng dụng và bài toán đường truyền âm
5. Âm từ tàu đến đáy biển rồi trở lại đi quãng đường bằng .
6. Nếu t là thời gian đi–về của âm, độ sâu là .
7. Tiếng sấm truyền từ nơi sét đến tai theo .
III. Vật phản xạ âm tốt và kém
8. Vật cứng có bề mặt nhẵn thường phản xạ âm .
9. Vật mềm, xốp thường phản xạ âm .
10. Rèm nhung trong rạp giúp .
IV. Tiếng ồn và ô nhiễm tiếng ồn
11. Đánh giá ô nhiễm tiếng ồn cần xét độ to và cả .
V. Biện pháp giảm tiếng ồn
12. Giảm âm lượng loa tác động vào .
13. Hàng rào chống ồn tác động vào .
14. Thiết bị bảo vệ tai giúp giảm âm .
15. Biện pháp cần kết hợp là giảm nguồn ồn, giảm truyền âm và .
Hoạt động và bài tập
Tự làm trên giấy hoặc trong bản PDF, rồi mở lời giải để đối chiếu.
C1. Nêu ví dụ về phản xạ âm.
Xem lời giải
Đáp án: Tiếng nói vọng từ vách núi hoặc hang; tiếng vỗ tay phản xạ từ tường; siêu âm từ tàu phản xạ ở đáy biển.
Phải có âm tới một mặt chắn và âm dội trở lại.
C2. Vì sao nói to trong phòng lớn có thể nghe tiếng vang, còn nói như vậy trong phòng nhỏ thường không nghe tiếng vang?
Xem lời giải
Đáp án: Trong phòng lớn thích hợp, âm đi tới tường rồi về có độ trễ đủ lớn; trong phòng nhỏ, âm phản xạ về quá sớm và hòa với âm trực tiếp.
Mốc phân biệt gần đúng là 1/15 s.
Còn phụ thuộc vật liệu, đồ đạc và độ rõ của âm phản xạ; không phải mọi phòng lớn đều có tiếng vang.
C3. Giải thích cách dùng sóng âm có tần số lớn hơn 20000 Hz để xác định độ sâu biển.
Xem lời giải
Đáp án: Phát siêu âm xuống đáy, đo thời gian t đến khi thu âm phản xạ, dùng tốc độ v trong nước để tính d = vt/2.
Âm đi từ tàu xuống đáy rồi trở lại, tổng đường truyền bằng 2 d.
Thiết bị đo thời gian đi–về, không chỉ thời gian đi xuống.
C4. Phân loại vật phản xạ âm tốt, kém: ghế đệm mút; mặt gương; tấm xốp; rèm nhung; mặt đá hoa; mặt tường gạch; tấm kim loại; tấm bìa; mặt nước.
Xem lời giải
Đáp án: Tốt: gương, đá hoa nhẵn, tường gạch cứng tương đối nhẵn, tấm kim loại, mặt nước tương đối phẳng. Kém hơn: ghế đệm mút, xốp, rèm nhung, tấm bìa.
Dựa vào vật liệu cứng/nhẵn hay mềm/xốp.
Kết quả thực tế phụ thuộc cấu tạo và độ nhẵn; với tường gạch sần sùi, âm bị tán xạ nhiều hơn.
C5. Vì sao tường nhà hát, phòng hòa nhạc, rạp chiếu phim thường được xử lí sần sùi hoặc treo rèm nhung, len, dạ?
Xem lời giải
Đáp án: Để giảm âm phản xạ kéo dài và tiếng vang gây khó nghe, giúp âm rõ hơn.
Vật liệu mềm hấp thụ bớt âm.
Bề mặt xử lí phù hợp phân tán phản xạ, hạn chế âm dội tập trung hoặc lặp lại.
C6. Xét các âm: a)còi xe cứu thương; b)học sinh phát biểu trong lớp; c)tiếng sấm; d)máy khoan bê tông kéo dài gần khu dân cư; e)khu chợ gần lớp; g)karaoke đêm khuya. Âm nào dễ gây ồn? Trường hợp nào rõ rệt về ô nhiễm tiếng ồn?
Xem lời giải
Đáp án: d, e, g rõ rệt vì gây cản trở học tập, sinh hoạt hoặc nghỉ ngơi. a, c có thể gây ồn tức thời nhưng cần xét hoàn cảnh; b là âm cần thiết khi phát biểu đúng lúc, đúng mức.
Phân biệt tiếng ồn tại một thời điểm và ô nhiễm tiếng ồn kéo dài hoặc gây ảnh hưởng.
Còi cứu thương là cảnh báo cần thiết; tiếng sấm là âm tự nhiên, không đồng nghĩa một nguồn ô nhiễm kéo dài.
Nêu tác động cụ thể đối với người nghe để giải thích lựa chọn.
C7. Nêu thêm ví dụ thực tế về ô nhiễm tiếng ồn.
Xem lời giải
Đáp án: Loa mở quá lớn kéo dài sát nhà ở; máy móc sản xuất ồn cạnh lớp học; xe bấm còi liên tục nơi đông dân vào giờ nghỉ.
Nêu nơi phát âm, thời gian và ảnh hưởng tới học tập, nghỉ ngơi hoặc sinh hoạt.
C8. Gia đình sống gần khu chợ hoặc bến xe. Chỉ ra tiếng ồn có thể ảnh hưởng và đề xuất biện pháp giảm tác động.
Xem lời giải
Đáp án: Nguồn ồn có thể là còi, động cơ, loa thông báo, tiếng mua bán. Có thể giảm nguồn ồn không cần thiết, dùng cửa kín và vật liệu cách âm, bố trí phòng nghỉ xa nguồn.
Tại nguồn: đề nghị giữ âm lượng phù hợp, hạn chế còi không cần thiết và loa vào giờ nghỉ.
Trên đường truyền: hàng rào, cửa kín, vật liệu cách âm phù hợp.
Tại người nghe: sắp xếp vị trí học và nghỉ ở phần nhà yên tĩnh hơn.
Câu 1. Phát biểu nào đúng về phản xạ âm trong phạm vi bài học?
Xem lời giải
Đáp án D.
Các phát biểu đều nêu đúng quy tắc và hiện tượng được học.
Câu 2. Điều kiện nào phù hợp để nghe tiếng vang rõ?
Xem lời giải
Đáp án C.
Phải có âm phản xạ đủ rõ và độ trễ đủ lớn để nghe tách biệt.
Câu 3. Nhận xét nào không chính xác về âm phản xạ và tiếng vang?
Xem lời giải
Đáp án D.
Nếu âm phản xạ về quá sớm, ta không phân biệt thành tiếng vang.
Câu 4. Chọn phát biểu sai.
Xem lời giải
Đáp án C.
Khả năng phản xạ còn phụ thuộc vật liệu, bề mặt, cách bố trí và âm; không thể chỉ xét kích thước tường.
Câu 5. Phòng lớn, trống có tiếng vang khi vỗ tay. Khi đặt nhiều đồ đạc vào cùng phòng, tiếng vang không còn rõ. Vì sao?
Xem lời giải
Đáp án: Đồ đạc, đặc biệt vật mềm, xốp, hấp thụ và phân tán một phần âm, làm âm phản xạ yếu và khó nghe tách biệt.
Không cần giả thiết âm ngừng phản xạ hoàn toàn.
Rèm, thảm, ghế đệm làm giảm âm dội rõ trong phòng.
Câu 6. Phân loại: sàn gỗ; thảm cỏ; hàng cây; tường bê tông; rèm nhung; bảng mica; tấm thép. Vật nào phản xạ âm tốt hoặc kém theo quy tắc bài học?
Xem lời giải
Đáp án: Tốt: sàn gỗ cứng nhẵn, tường bê tông nhẵn, bảng mica, tấm thép. Kém hơn hoặc làm âm phân tán: thảm cỏ, hàng cây, rèm nhung.
Xét điều kiện bề mặt thông thường của từng vật.
Vật mềm, xốp hấp thụ; nhiều bề mặt không đều làm tán âm.
Câu 7. Nhà em ở ven quốc lộ trong thị trấn đông đúc. Đề xuất một số biện pháp chống tiếng ồn có thể thực hiện.
Xem lời giải
Đáp án: Dùng cửa kín, cách âm phù hợp; bố trí phòng học/ngủ ở phía xa đường; hàng rào phù hợp và cây xanh hỗ trợ; giảm nguồn ồn trong nhà và phối hợp hạn chế còi, loa không cần thiết.
Chọn biện pháp có thể thực hiện tại gia đình và cộng đồng.
Giải thích biện pháp thuộc nguồn, đường truyền hay người nghe.
Câu 8. Một người nghe sấm sau khi nhìn thấy chớp 5 s. Biết tốc độ âm trong không khí 340 m/s; bỏ qua thời gian ánh sáng truyền tới mắt. Người đó cách nơi sét bao xa?
Xem lời giải
Đáp án: 1700 m = 1,7 km.
Thời gian âm truyền một chiều gần bằng 5 s.
s = v × t = 340 × 5 = 1700 m.
Không chia 2 vì âm không đi từ người đến tia sét rồi quay về.
Câu 9. Tàu neo trên mặt nước phát siêu âm xuống đáy và thu âm phản xạ sau 1 s. Tốc độ siêu âm trong nước biển 1500 m/s. Giải thích nguyên lí và tính độ sâu.
Xem lời giải
Đáp án: Độ sâu 750 m.
Siêu âm truyền xuống đáy rồi phản xạ trở lại tàu.
Tổng quãng đường đi–về: s = v × t = 1500 × 1 = 1500 m.
Độ sâu: d = s/2 = 1500/2 = 750 m.