CHƯƠNG II: SÓNG CƠ HỌC
I/ Định nghĩa, phân loại, đặc điểm từng loại sóng, đại lượng đặc trưng của sóng cơ, sự truyền sóng cơ:
1.Định nghĩa: Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường.
2.Phân loại:
+ Sóng dọc là sóng có phương dao động của các phần tử song song (hoặc trùng) với phương truyền sóng.
+ Sóng ngang là sóng có phương dao động của các phần tử vuông góc với phương truyền sóng.
3. Sự truyền sóng cơ:
+ Trong một môi trường vật chất, sóng truyền theo các phương với cùng một tốc độ v.
+ Khi sóng truyền đi, chỉ có pha dao động (trạng thái dao động) truyền đi, còn phần tử vật chất của môi trường thì dao động tại chổ.
+ Sóng dọc truyền được trong cả chất khí, chất lỏng và chất rắn.
+ Sóng ngang truyền được trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng.
+ Sóng cơ không truyền được trong chân không.
4.Các đặc trưng của một sóng hình sin:
a/ Chu kì T: là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường khi có sóng truyền qua. Đơn vị chu kì là giây (s).
b/ Tần số (f): là đại lượng nghịch đảo của chu kì . Đơn vị tần số là Hertz (Hz).
c/ Tốc độ truyền sóng v: là tốc độ lan truyền dao động.
d/ Bước sóng :
Đ/n 1: Bước sóng là quãng đường sóng truyền trong thời gian một chu kì. Đơn vị bước sóng là đơn vị độ dài (m).
Đ/n 2: Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha.
+ Công thức liên hệ giữa chu kì (T), tần số (f), tốc độ (v) và bước sóng ( ) là:
e/ Biên độ sóng tại mỗi điểm trong không gian chính là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó.
f/ Năng lượng sóng cơ là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường mà sóng truyền qua.
+ Quá trình truyền sóng là một quá trình truyền năng lượng.
5/ Phương trình sóng của một sóng hình sin theo trục OX:
Phương trình dao động của nguồn O: uo = Acost.
Phương trình dao động của điểm M cách nguồn O một khoáng x:
( x > 0) uM =A.cos2π .
( x < 0) uM =A.cos2π .
(Trong đó t là thời gian sóng truyền từ tâm sóng O tới điểm khảo sát M )
Phương trình sóng là một hàm vừa tuần hoàn theo thời gian vừa tuần hoàn theo không gian.
- Dao động của một phần tử sóng tại một điểm là một dao động điều hòa theo thời gian với chu kỳ T
- Sau một khoảng có độ dài bằng bước sóng, sóng có hình dạng lặp lại như cũ.
6.Độ lệch pha của hai dao động tại hai điểm trên cùng một phương truyền sóng:
+ Độ lệch pha tại hai điểm M,N cách O lần lượt là d1,d2 là : = .
a/ Nếu Dj = 2kp, k Z: Dao động tại M cùng pha dao động tại N
d2 - d1 = k l :
Những điểm trên cùng một phương truyền sóng cách nhau một số nguyên bước sóng thì dao động cùng pha
b/ Nếu Dj = (2k + 1)p, k Z: Dao động tại M ngược pha dao động tại N
d2 - d1 = (2k + 1)
Những điểm trên cùng một phương truyền sóng cách nhau một số lẻ nửa bước sóng (hoặc số nửa nguyên bước sóng) thì dao động ngược pha.
II/ Sóng âm:
1. Định nghĩa: Sóng âm là các sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
2.Phân loại sóng âm:
+ Âm nghe được (âm thanh) có tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20.000 Hz.
+ Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm.
+ Âm có tần số trên 20000Hz gọi là siêu âm.
3. Sự truyền âm:
+ Tốc độ truyền âm phụ thuộc tính chất của môi trường: mật độ môi trường, tính đàn hồi, nhiệt độ của môi trường.
+ Tốc độ truyền âm trong các môi trường: vkhí < vlỏng < vrắn.
+ Âm truyền đi rất kém trong các chất như: bông, nhung, xốp, thủy tinh...
+ Trong chất rắn, sóng âm là sóng ngang và sóng dọc. Trong chất khí và chất lỏng sóng âm chỉ là sóng dọc

>>>>trung tâm gia sư ở tp vinh
3. Các đặc trưng vật lí của âm: ( Tần số âm, Cường độ âm và mức cường độ âm, Đồ thị dao động của âm)
a/ Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm.
b/ Cường độ âm và mức cường độ âm:
+ Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng 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. Đơn vị cường độ âm là oát trên mét vuông, kí hiệu W/m2.
+ Mức cường độ âm: L(B) = log . Trong đó I0 là cường độ âm chuẩn (âm có tần số 1000Hz, cường độ I0 = 10 12 W/m2);
Đơn vị của mức cường độ âm là Ben, kí hiệu B.
hoặc đơn vị đêxiben (dB) 1 dB = L(dB) = 10log .
c/ Đồ thị dao động của âm
Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f0 (gọi là âm cơ bản ) thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra các âm có tần số 2f0, 3f0... (gọi là hoạ âm thứ 2,3...). Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm gọi là đồ thị dao động của âm.
4. Các đặc trưng sinh lí của âm( Độ cao, Độ to, Âm sắc)
a/ Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với tần số âm.
b/ Độ to của âm là đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm.
c/ Âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm.
+ Hộp cộng hưởng âm có tác dụng giữ nguyên độ cao của âm nhưng làm tăng cường độ âm.

Sóng cơ học và sóng âm