Giáo án Vật lý 12 - Đặc trưng vật lí của âm

Tiết: 0	ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức: 
- Trả lời được các câu hỏi: Sóng âm là gì? Âm nghe được (âm thanh), hạ âm, siêu âm là gì?
- Nêu được ví dụ về các môi trường truyền âm khác nhau.
- Nêu được 3 đặc trưng vật lí của âm là tần số âm, cường độ và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và hoạ âm.
2. Kĩ năng: 
3. Thái độ: 
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Làm các thí nghiệm trong bài 10 Sgk.
2. Học sinh: Ôn lại định nghĩa các đơn vị: N/m2, W, W/m2
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về âm, nguồn âm
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Âm là gì?
+ Theo nghĩa hẹp: sóng truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn ® tai ® màng nhĩ dao động ® cảm giác âm.
+ Nghĩa rộng: tất cả các sóng cơ, bất kể chúng có gây cảm giác âm hay không.
- Nguồn âm là gì?
- Cho ví dụ về một số nguồn âm?
- Những âm có tác dụng làm cho màng nhĩ dao động, gây ra cảm giác âm ® gọi là âm nghe được hay âm thanh.
- Tai người không nghe được hạ âm và siêu âm. Nhưng một số loài vật có thể nghe được hạ âm (voi, chim bồ câu) và siêu âm (dơi, chó, cá heo)
- Đọc thêm phần “Một số ứng dụng của siêu âm. Sona”
- Mô tả thí nghiệm kiểm chứng.
- Âm truyền được trong các môi trường nào?
- Tốc độ âm truyền trong môi trường nào là lớn nhất? Nó phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- Những chất nào là chất cách âm? 
- Dựa vào bảng 10.1 về tốc độ âm trong một số chất ® cho ta biết điều gì?
- HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để trả lời.
- Những vật phát ra được âm.
- Dây đàn, ống sáo, cái âm thoa, loa phóng thanh, còi ôtô, xe máy
- HS ghi nhận các khái niệm âm nghe được, hạ âm và siêu âm.
- HS ghi các yêu cầu về nhà.
- Rắn, lỏng, khí. Không truyền được trong chân không.
- Rắn > lỏng > khí. Phụ thuộc vào mật độ, tính đàn hồi, nhiệt độ của môi trường.
- Các chất xốp như bông, len
- Trong mỗi môi trường, sóng âm truyền với một tốc độ hoàn toàn xác định.
I. Âm, nguồn âm
1. Âm là gì
- Sóng âm là các sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
- Tần số của sóng âm cũng là tần số của âm.
2. Nguồn âm
- Một vật dao động phát ra âm là một nguồn âm.
- Tần số âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn.
3. Âm nghe được, hạ âm và siêu âm
- Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16 ¸ 20.000 Hz.
- Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm.
- Âm có tần số trên 20.000 Hz gọi là siêu âm.
4. Sự truyền âm
a. Môi trường truyền âm
- Âm truyền được qua các môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân không.
b. Tốc độ âm
- Trong mỗi môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định.
Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về những đặc trưng vật lí của âm
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Trong các âm thanh ta nghe được, có những âm có một tần số xác định như âm do các nhạc cụ phát ra, nhưng cũng có những âm không có một tần số xác định như tiếng búa đập, tiếng sấm, tiếng ồn ở đường phố, ở chợ
- Ta chỉ xét những đặc trưng vật lí tiêu biểu của nhạc âm.
- Tần số âm cũng là tần số của nguồn phát âm.
- Sóng âm mang năng lượng không?
- Dựa vào định nghĩa ® I có đơn vị là gì?
- Fechner và Weber phát hiện:
+ Âm có cường độ I = 100I0 chỉ “nghe to gấp đôi” âm có cường độ I0.
+ Âm có cường độ I = 1000I0 chỉ “nghe to gấp ba” âm có cường độ I0.
- Ta thấy 
- Chú ý: Lấy I0 là âm chuẩn có tần số 1000Hz và có cường độ I0 = 10-12 W/m2 chung cho mọi âm có tần số khác nhau.
- Thông báo về các tần số âm của âm cho một nhạc cụ phát ra.
- Quan sát phổ của một một âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra, hình 10.6 ta có nhận xét gì?
® Đồ thị dao động của cùng một nhạc âm do các nhạc cụ phát ra thì hoàn toàn khác nhau ® Đặc trưng vật lí thứ ba của âm là gì?
- Ghi nhận các khái niệm nhạc âm và tạp âm.
- Có, vì sóng âm có thể làm cho các phần tử vật chất trong môi trường dao động?
- I (W/m2)
- HS nghiên cứu và ghi nhận mức cường độ âm.
- HS ghi nhận các khái niệm âm cơ bản và hoạ âm từ đó xác định đặc trưng vật lí thứ ba của âm.
- Phổ của cùng một âm nhưng hoàn toàn khác nhau.
- Đồ thị dao động.
II. Những đặc trưng vật lí của âm
- Nhạc âm: những âm có tần số xác định.
- Tạp âm: những âm có tần số không xác định.
1. Tần số âm
- Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm.
2. Cường độ âm và mức cường độ âm
a. Cường độ âm (I)
- Định nghĩa: (Sgk)
- I (W/m2)
b. Mức cường độ âm (L)
- Đại lượng gọi là mức cường độ âm của âm I (so với âm I0)
- Ý nghĩa: Cho biết âm I nghe to gấp bao nhiêu lần âm I0.
- Đơn vị: Ben (B)
- Thực tế, người ta thường dùng đơn vị đêxiben (dB)
I0 = 10-12 W/m2 
3. Âm cơ bản và hoạ âm
- Khi một nhạc cụ phát ra âm có tần số f0 thì cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f0, 3f0, 4f0  có cường độ khác nhau.
+ Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản hay hoạ âm thứ nhất.
+ Các âm có tần số 2f0, 3f0, 4f0  gọi là các hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ tư..
- Tổng hợp đồ thị của tất cả các hoạ âm ta được đồ thị dao động của nhạc âm đó.
Hoạt động 4 ( phút): 
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 5 ( phút): 
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau.
IV. RÚT KINH NGHIỆM