I. Âm, nguồn âm
1. Âm là gì?
Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
Tần số của sóng âm cũng là tần số âm.
2. Nguồn âm
Nguồn âm là vật dao động phát ra âm.
Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm.
3. Âm nghe được, hạ âm, siêu âm
Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz.
Âm có tần số dưới 16Hz gọi là hạ âm.
Âm có tần số trên 20 000Hz gọi là siêu âm.
4. Sự truyền âm
a) Môi trường truyền âm
Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng và khí. Âm không truyền được trong chân không.
Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len, … Những chất đó gọi là chất cách âm.
b) Tốc độ truyền âm
Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường.
Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi.
II. Những đặc trưng vật lí của âm
Nhạc âm là âm có tần số xác định. Tạp âm là âm không có một tần số 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 và mức cường độ âm
a) Cường độ âm
Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng 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 W/m$^2$.
b) Mức cường độ âm
Đại lượng $L = \lg \left( {\frac{I}{{{I_0}}}} \right)$ với I0 là chuẫn cường độ âm (âm rất nhỏ vừa đủ nghe, thường lấy chuẩn cường độ âm I0 = 10-12W/m2 với âm có tần số 1000Hz) gọi là mức cường độ âm của âm có cường độ I.
Đơn vị của mức cường độ âm ben (B).
Trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1B.
3. Âm cơ bản và họa âm
IV. Độ to
1. Âm là gì?
Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
Tần số của sóng âm cũng là tần số âm.
2. Nguồn âm
Nguồn âm là vật dao động phát ra âm.
Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm.
3. Âm nghe được, hạ âm, siêu âm
Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz.
Âm có tần số dưới 16Hz gọi là hạ âm.
Âm có tần số trên 20 000Hz gọi là siêu âm.
4. Sự truyền âm
a) Môi trường truyền âm
Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng và khí. Âm không truyền được trong chân không.
Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len, … Những chất đó gọi là chất cách âm.
b) Tốc độ truyền âm
Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định. Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường.
Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi.
II. Những đặc trưng vật lí của âm
Nhạc âm là âm có tần số xác định. Tạp âm là âm không có một tần số 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 và mức cường độ âm
a) Cường độ âm
Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng 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 W/m$^2$.
b) Mức cường độ âm
Đại lượng $L = \lg \left( {\frac{I}{{{I_0}}}} \right)$ với I0 là chuẫn cường độ âm (âm rất nhỏ vừa đủ nghe, thường lấy chuẩn cường độ âm I0 = 10-12W/m2 với âm có tần số 1000Hz) gọi là mức cường độ âm của âm có cường độ I.
Đơn vị của mức cường độ âm ben (B).
Trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1B.
3. Âm cơ bản và họa âm
- Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f$_0$ thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f$_0$, 3f$_0$, ... có cường độ khác nhau. Âm có tần số f$_0$ gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất, các âm có tần số 2f$_0$, 3f$_0$, … gọi là các họa âm thứ 2, thứ 3, … Biên độ của các họa âm lớn, nhỏ không như nhau, tùy thuộc vào chính nhạc cụ đó. Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm.
- Phổ của cùng một âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau.
- Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thị dao động của nhạc âm đó.
- Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với tần số của âm.
- Âm nghe càng thanh (cao) khi tần số càng lớn. Âm nghe càng trầm (thấp) khi tần số càng nhỏ.
IV. Độ to
- Độ to của âm là một khái niệm nói về đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với với đặc trưng vật lí mức cường độ âm.
- Tuy nhiên ta không thể lấy mức cường độ âm làm số đo độ to của âm dược.
- Độ to của âm phụ thuộc vào cường độ âm, mức cường độ âm và tần số của âm.
- Các nhạc cụ khác nhau phát ra các âm có cùng một độ cao nhưng tai ta có thể phân biệt được âm của từng nhạc cụ, đó là vì chúng có âm sắc khác nhau.
- Âm có cùng một độ cao do các nhạc cụ khác nhau phát ra có cùng một chu kì nhưng đồ thị dao động của chúng có dạng khác nhau.
- Vậy, 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.
