Giáo án Vật lý 12 - Bài 10: Đặc trưng vật lý của âm - Phạm Quang Cảnh

Trường THPT Bán Công Eakar
Giáo án giảng dạy vật lý 12 chương trình cơ bản
Giáo viên thiết kế : Phạm Quang Cảnh
Bài 10: ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA ÂM
A. 	MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU :
1. Kiến thức : 
- Khái niêm sóng âm, nguồn âm, phân loại sóng âm.
- Phân tích được bản chất sự truyền âm trong các môi trường.
- Các đặc trưng vật lý của âm : Tần số, chu kỳ , cường độ – mức cường độ và đồ thị dao động âm.
2. Kỹ năng : Phân biệt được các loại nguồn âm dựa vào các đặc trưng vật lý của chúng.
3. Liên hệ thực tế : Sử dụng trong khoa học của sóng siêu âm, ảnh hưởng của âm đối với đời sống.
B. 	CHUẨN BỊ :
1. Giáo viên : Một số nguồn âm đơn giản khác nhau.
2. Học sinh : Kiến thức về sóng cơ học và các khái niệm : chu kỳ, tần số.
C. 	NỘI DUNG BÀI HỌC :
I. ÂM – NGUỒN ÂM :
1. Khái niệm: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng rắn.
2. Cơ chế : Khi sóng truyền qua các phân tử vật chất dao động quanh vị trí cân bằng. Khi truyền đến tai sẽ làm màng nhĩ dao động và gây ra cảm giác âm.
3. Nguồn âm : các vật dao động phát ra âm, tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm.
4. Phân loại sóng âm : 
Âm nghe được có tần số từ 16Hz đđến 20.000Hz gây ra cảm giác trong tai người bình thường(còn được gọi là âm thanh)
· Sóng hạ âm có tần số nhỏ hơn 16Hz không gây ra cảm giác âm trong tai người bình thường. Một số loài như voi, chim bồ câu  “nghe” được hạ âm.
· Sóng siêu âm có tần số lớn hơn 20.000Hz, không gây ra cảm giác âm trong tai người bình thường. Một số loài dơi, chó, cá heo,.. “nghe” được hạ âm.
4. Sự truyền âm : 
a. Môi trường truyền âm : Aâm truyền được trong cả 3 môi trường rắn, lỏng khí. Không truyền được trong chân không. Trong không khí sóng âm là sóng dọc.
Aâm không truyền qua được các chất sốp như bông,len,. Gọi là chất cách âm.
b. Tốc độ truyền âm : tỷ lệ thuận với mật độ môi trường trong đó âm truyền.
II. NHỮNG ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA ÂM:
1. Tần số âm : đây là đặc trưng quan trọng nhất và bằng tần số dao động của nguồn âm.
+ Nguồn âm : Các âm có tần số xác định.( VD : các nhạc cụ)
+ Tạp âm : Không có tần số xác định.( VD : tiếng sóng biển , tiếng gió reo, sấm,.)
2. Cường độ âm và mức cường độ âm :
a. 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 sóngtrong một đơn vị thời gian”.
Đơn vị : 	I :W/m2 (Oát trên mét vuông)
b. Mức cường độ âm : 
Cường độ âm chuẩn :Lấy I0 = 10-12(W/m2) có tần số f = 1000Hz Vừa đủ nghe được(chung cho mọi âm).
Đại lượng : : Mức cường độ âm của âm có cường độ I so với âm chuẩn I0.
Đơn vị mức cường độ âm : B (ben)
L = 1B → I = 10I0 : Cường độ âm ở mức 1
L = 2B → I = 102.I0: Cường độ âm ở mức 2
 L = 3B → I = 103.I0: Cường độ âm ở mức 3..
Đơn vị mức cường độ âm thường dùng : dB (đềxiben) 	
3. Aâm cơ bản và họa âm :
Một nhạc cụ phát ra âm có cơ bản có tần số f0 đồng thời phát ra các họa âm thứ hai, thứ ba,thứ tư .có tần số 2f0, 3f0, 4f0,
Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thị dao động của âm đó.
Đồ thị dao động âm của các nhạc cụ khác nhau thì hoàn toàn khác nhau đặc trưng cho mỗi nhạc cụ.
Đường biểu diễn dao động của âm la ( f = 440Hz) phát ra bởi:
b.Dương cầm
b.Người hát
a.Âm thoa
Vậy : Đặc trưng vật lý thứ ba của âm là đồ thị dao động của âm đó.
D. TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY
Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ – giới thiệu bài mới (5 min)
Hoạt động của học sinh 
Hoạt động của giáo viên
Trả lời các câu hỏi của giáo viên 
Câu hỏi 1: Nêu định nghĩa sóng cơ học ? Môi trường truyền sóng cơ học ?
Câu hỏi 2: Khái niệm chu kỳ , tần số trong dao động điều hòa ? 
GV: Giới thiệu cho học sinh về một số nhạc cụ và đạt câu hỏi : Tại sao các nhạc cụ khác nhau lại có âm thanh khác nhau ? 
Hoạt động 2 : Aâm – nguần âm ( 10 min)
Hoạt động của học sinh 
Hoạt động của giáo viên
Đọc sách giáo khoa và trả lời các câu hỏi của giáo viên 
Yêu cầu học sinh trả lời theo định hướng :
+ Trả lời câu hỏi C1 trang 50 SGK.
Hỏi : Người ta phân loại sóng âm dựa trên cơ sở nào và được phân loại như thế nào ? 
Hoạt động 3 : Sự truyền âm (10 min)
Hoạt động của học sinh 
Hoạt động của giáo viên
Tương tự hoạt động 2
Hỏi : Aâm có truyền được trong chân không hay không ?
Hỏi : Aâm có truyền qua được bông, len, cao su, hay không ?
Hướng dẫn xét dao động của các phân tử vật chất khi sóng âm truyền qua.
Hoạt động 4 : Đặc trưng Vật lý của âm (10 min)
Hoạt động của học sinh 
Hoạt động của giáo viên
Tương tự hoạt động 2
Hỏi : Tần số âm có bằng tần số dao động của nguồn âm không ?
Hỏi : Khi sóng âm truyền thì có mang theo năng lượng không ? cơ sở ?
Hướng dẫn học sinh đưa ra khái niệm cường độ âm và mức cường độ âm ?
Tạo ra một số âm thanh và đặt vấn đề tại sao các nguồn khác nhau âm thanh phát ra khác nhau ?
Hoạt động : Củng cố – ôn tập (10 min)
Hệ thống kiến thức bài học.
Hướng dẫn và yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi 1,2,3,4,5 trang 55 SGK.