Khi sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước thì đó là một trong những kiến thức nền tảng về vật lý mà học sinh cần nhớ để trả lời đúng các câu hỏi trong kỳ thi. Tuy nhiên khi đi thi các em sẽ gặp nhiều dạng câu hỏi khác nhau liên quan đến sóng âm, vì vậy đây chính là những kiến thức cốt lõi để các em có thể vận dụng linh hoạt khi làm bài thi.
Khi sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước có những lưu ý nào?
Để có thể làm bài thật tốt, trước hết các bạn cần nắm vững những kiến thức căn bản về sóng âm như sau:
Định nghĩa
Sóng âm là gì? Đó là những sóng cơ học được lan truyền đi trong các môi trường rắn, lỏng và khí. Khi đi đến tai, sóng âm làm màng nhĩ rung động tạo ra cảm giác cảm thụ âm.
Trong môi trường lỏng và khí thì sóng âm ở dạng sóng dọc. Trong môi trường rắn thì nó dạng sóng dọc hoặc có thể là sóng ngang.
Phân loại sóng âm
Dựa vào tần số, sóng âm được chia làm bốn nhóm chính sau:
- Sóng âm nghe được: Là sóng âm có tần số nằm trong khoảng từ 16Hz đến 20000Hz và có khả năng gây ra cảm giác thính giác.
- Sóng siêu âm: Là sóng âm có tần số lớn hơn 20000Hz và không gây ra cảm giác thính giác ở người.
- Sóng hạ âm: Là sóng âm có tần số nhỏ hơn 16Hz và không gây ra cảm giác thính giác ở người.
- Nhạc âm và tạp âm: Nhạc âm là âm có tần số xác định (ví dụ mỗi nốt nhạc Đồ, rê, mi, fa, sol, la, si, đô chính là nhạc âm). Tạp âm là âm có tần số không xác định ( ví dụ như tiếng trống, tiếng cồng chiêng, tiếng ồn ào ngoài phố…)
Chú ý: Trong chất lỏng và chất khí thì sóng âm là sóng dọc, còn trong chất rắn thì sóng âm gồm cả sóng ngang và sóng dọc.
Sự truyền âm
Để hiểu rõ sóng âm là gì thì trước hết phải hiểu được sự truyền âm.
- Âm thì truyền được trong các môi trường rắn, lỏng và khí. Đặc biệt sóng âm thì không truyền được trong môi trường chân không.
- Âm hầu như không truyền được trong các dạng vật chất xốp như bông, len… nên gọi là chất cách âm.
- Vận tốc truyền âm được gọi là vận tốc truyền dao động. Vận tốc truyền âm sẽ giảm dần trong các môi trường theo thứ tự rắn, lỏng và khí.
- Tốc độ truyền âm cũng bị ảnh hưởng do nhiệt độ. Ví dụ tốc độ truyền âm trong không khí ở nhiệt độ 0 độ C là 331m/s, và ở 25 độ C là 346m/s
Và tóm lại tốc độ truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí.
Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì có sự thay đổi về các đại lượng như thế nào?
Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì tần số sóng âm không có sự thay đổi, các đại lượng khác có sự thay đổi cụ thể như sau:
– Tần số sóng âm không đổi khi sóng lan truyền từ môi trường không khí sang môi trường nước.
– Vận tốc truyền sóng trong môi trường nước lớn hơn vận tốc truyền sóng trong môi trường không khí.
– Bước sóng thay đổi vì vận tốc sóng thay đổi do bước sóng phụ thuộc vào hai đại lượng là vận tốc và tần số của sóng.
– Biên độ sóng cũng thay đổi khi sóng lan truyền từ môi trường không khí sang môi trường nước.
Khi sóng âm truyền từ không khí vào nước thì có những dạng bài tập thường gặp nào?
Khi đi thi các em có thể gặp phải các câu hỏi cơ bản liên quan lý thuyết về sóng âm như:
Ví dụ 1: Khi một sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước thì đại lượng nào sau đây sẽ tăng lên?
- Bước sóng
- Tần số sóng.
- Chu kì sóng
- Biên độ sóng.
Dựa vào phần lý thuyết ở trên, ta có thể dễ dàng nhận thấy được rằng bước sóng chính là đại lượng tăng lên. Vì λ = v/f. Vận tốc truyền sóng từ môi trường không khí vào nước sẽ tăng lên mà tần số sóng không thay đổi, do đó bước sóng sẽ tăng.
Chọn đáp án đúng: A.
Ngoài các bài tập liên quan đến lý thuyết cần một chút suy đoán nhỏ, thì cũng có các dạng bài tập yêu cầu phải tính toán. Vì vậy, học sinh cần đặc biệt chú ý nắm vững khái niệm để trả lời đúng câu hỏi.
Ví dụ 2: Trong không khí một sóng âm có vận tốc là 330 m/s. Khi sóng âm này truyền vào môi trường nước thì có bước sóng tăng lên 4,4 lần. Vậy vận tốc của sóng âm này trong môi trường nước là bao nhiêu?
- 1452 m/s.
- 82,5 m/s.
- 75 m/s.
- 1320 m/s.
Ở bài toán này, các em cần làm một phép tính nhỏ để có được đáp án đúng. Hãy nhớ lại mối liên hệ giữa bước sóng và vận tốc sóng được thể hiện trong công thức: λ = v/f. Tần số sóng không thay đổi khi sóng được truyền từ môi trường này sang môi trường khác, vì vậy bước sóng và vận tốc sóng tỉ lệ thuận với nhau.
⇒ V( nước) = V (không khí) x 4.4= 330 x 4.4 = 1452 m/s
Chọn đáp án đúng là A.
Khi sóng âm truyền từ môi trường không khí vào môi trường nước thì có một số điểm đã được nêu trên các em cần phải lưu ý. Hy vọng với các nội dung đã đưa ra sẽ giúp em dễ dàng làm bài tập hơn nhé.
