Sóng âm là gì? Phân loại, đặc tính và tác hại của nó?

Sóng âm là gì?

Sóng âm là loại sóng không truyền đi được trong môi trường chân không.

Ví dụ như: Khi gảy đàn guitar, chúng ta sẽ nhận thấy dây đàn phát ra âm thanh. Khi đó dây đàn là nguồn âm, còn âm thanh được phát ra từ dây đàn truyền đến tai của chúng ta chính là sóng âm.

– Tần số của loại sóng này được gọi là tần số âm.

– Nguồn âm là những vật dao động phát ra âm thanh.

– Môi trường truyền âm:

Cũng tương tự như sóng cơ, sóng âm hiện nay có thể truyền trong các môi trường như: Rắn, lỏng, khí. Tuy nhiên loại sóng này không truyền được trong môi trường chân không. Lý giải cho vấn đề này, đó là trong môi trường chân không có các phần tử vật chất. Đối với các môi trường rắn, lỏng, khí, môi trường nào có mật độ phần tử vật chất càng lớn, thì vận tốc truyền âm càng lớn).

Chính vì vậy chúng ta có thể nói, tốc độ truyền âm phụ thuộc vào bản chất của môi trường truyền âm. Tần số của loại sóng này sẽ không bị thay đổi khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác. Một số vật liệu cách âm có thể kể đến như: bông, len, xốp…

Phân loại sóng âm

Hiện nay việc phân chia sóng âm phụ thuộc vào 2 yếu tố: Đặc điểm tần số và độ lớn tần số. Vậy dựa vào 2 yếu tố này, sẽ có những loại sóng nào? Chúng ta cùng tìm hiểu nhé:

Phân loại theo đặc điểm tần số

Nếu phân loại theo đặc điểm của tần số sẽ có các loại sóng như sau:

• Nhạc âm: Đây là những âm có tần số xác định, ví dụ như: Tiếng người, tiếng hát, âm thanh được phát ra từ các loại nhạc cụ…khiến người nghe có cảm giác dễ chịu.
• Tạp âm: Là những loại âm thanh không có tần số xác định, ví dụ như tiếng ồn giữa đám đông, tiếng còi xe hay tiếng máy móc làm việc…

Phân loại theo độ lớn tần số

Nếu phân theo độ lớn của tần số, sẽ có các loại sóng như sau:

• Hạ âm: tần số nhỏ hơn 16Hz.
• Âm nghe được: từ 16Hz – 20.000Hz.
• Siêu âm: tần số lớn hơn 20.000Hz.

Đặc tính sóng âm nghe được, siêu âm, hạ âm

Tùy vào mỗi loại âm, mà đặc tính của chúng khác nhau. Cụ thể như sau:

– Âm nghe được: Có tần số dao động từ 16Hz – 20.000Hz và gây ra cảm giác âm ở tai người.

Đối với những âm mà ta nghe được trong các đoạn ghi âm có cùng cường độ âm. Tuy nhiên tai của chúng ta sẽ nghe to và rõ những âm có tần số trên dưới 1000Hz. Thấp hơn 500Hz hoặc cao hơn, tai của chúng ta nghe nhỏ hơn, nguyên nhân vì khả năng nghe của tai chúng ta so với những tần số này kém hơn. Ngoài ra, khả năng đáp ứng của thiết bị như mạch khuếch đại, loa…cũng kém hơn.

Không phải tất cả các âm thanh từ 16Hz đến 20.000Hz tai chúng ta đều nghe được. Bởi điều này còn tùy thuộc vào đặc tính cấu tạo sinh lý của tai (ví dụ như màng nhĩ…), nên khả năng nghe được âm của những người khác có thể khác nhau.

– Hạ âm: Là những âm có tần số <16Hz, tai chúng ta không nghe được.

– Siêu âm: Là những âm có tần số >20.000Hz, tai chúng ta cũng không nghe được.

Những đặc trưng vật lý của sóng âm

Một trong những nội dung mà chúng ta sẽ tìm hiểu về loại sóng này chính là đặc trưng vật lý của nó. Dưới đây là một số đặc trưng nhất định:

Tần số âm

Đây là tần số dao động của nguồn âm. Âm trầm có tần số nhỏ, âm cao có tần số lớn.

Cường độ âm

Khi loại sóng này lan đến đâu sẽ khiến cho các phần tử môi trường ở đó dao động. Như vậy có thể hiểu, loại sóng này mang theo năng lượng.

Sonar thể hiện sự lan truyền âm thanh để tìm đường di chuyển haowjc phát hiện đối tượng ở phía đối diện. Chẳng hạn như dơi hoặc cá heo sẽ dùng sonar để phát hiện ra con mồi; hoặc tàu ngầm sẽ phát ra sonar để phát hiện vật thể trôi nổi hoặc chìm sâu trong bùn cát.

– Công thức tính cường độ âm của sóng âm như sau:

Gọi 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 âm trong một đơn vị thời gian nhất định.

Xét âm truyền qua diện tích S theo phương vuông góc. W là lượng năng lượng mà sóng âm truyền qua S trong t giây. Chúng ta sẽ tính được cường độ âm như sau:

I=WS.t

Đơn vị cường độ âm là oát trên mét vuông, ký hiệu W/m2

Trong trường hợp có một nguồn âm kích thước nhỏ phát ra sóng âm đồng khắp mọi hướng. Gọi P là công suất nguồn âm, biên độ sóng không đổi thì tại điểm M cách nguồn âm một đoạn d có cường độ âm là: I=P4d2

Mức cường độ âm

Để thiết lập thang bậc về cường độ âm, người ta sẽ đưa ra khái niệm về mức cường độ âm. Mức cường độ âm sẽ được đo bằng  logarit thập phân của tỉ số giữa cường độ âm đang xét và cường độ âm chuẩn lo

L = lg (IIo)

L là mức cường độ âm tại điểm đang xét, đơn vị ben (B)

Đặc trưng sinh lý

Âm có những đặc trưng sinh lý nào? Dưới đây là một số đặc trưng nhất định của loại sóng này, chúng tôi thông tin đến các bạn để tham khảo:

• Độ cao: Đặc trưng này phụ thuộc vào tần số âm, nhưng không phụ thuộc vào năng lượng âm.
• Độ to: Với đặc trưng này nó sẽ phụ thuộc vào tần số âm và mức cường độ âm:
• Giá trị nhỏ nhất của cường độ âm mà chúng ta có thể nghe thấy gọi là ngưỡng nghe. Ngưỡng nghe sẽ phụ thuộc vào tần số.
• Giá trị lớn nhất của cường độ âm mà tai nghe thấy gọi là ngưỡng đau. Ngưỡng đau phụ thuộc vào tần số âm.
• Âm sắc: Đặc trưng này của âm giúp chúng ta có thể phân biệt được các âm phát ra từ nhiều nguồn khác nhau. Đặc trưng này có sự liên quan đến đồ thị dao động âm.

Tác hại của sóng âm có tần số cao

Loại sóng này nếu có tần số cao, còn gọi là tiếng ồn sẽ gây ra nhiều tác hại. Nhất là đối với tần số cao >4000Hz (Tiếng còi xe, tiếng loa hát…). Những ảnh hưởng đó có thể kể đến như:

• Trong sinh hoạt, nếu thường xuyên tiếp xúc với những tiếng ồn tần số cao sẽ khiến cho chúng ta cảm thấy khó chịu, làm giảm sự tập trung.
• Não bộ bị tổn thương, đồng thời suy giảm thính giác.
• Làm tăng nguy cơ mắc các bệnh tim mạch.
• Có nguy cơ gây rối loạn tâm lý.
• Ảnh hưởng đến giấc ngủ, giao tiếp.
• Ngoài ảnh hưởng đến con người, sóng có tần số cao cũng ảnh hưởng đến động vật khiến việc kiếm ăn của chúng trở nên khó khăn hơn. Khi việc săn mồi, kiếm ăn không hiệu quả, sẽ gia tăng nguy cơ tử vong và mất cân bằng sinh học.

Một số câu hỏi thường gặp về sóng âm

Để hiểu hơn về loại sóng này, chúng ta cùng tìm hiểu thông qua một số câu hỏi về nó nhé:

#1. Môi trường nào mà sóng âm không thể truyền được?

Như đã tìm hiểu trong bài viết, sóng âm chỉ có thể truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và không truyền được trong môi trường chân không.

#2. Nó là sóng dọc hay sóng ngang?

Tùy thuộc vào môi trường mà loại sóng này có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang. Cụ thể:

• Nếu ở trong môi trường chất lỏng và khí, nó sẽ là sóng dọc.
• Khi ở trong môi trường chất rắn, nó có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang.

#3. Sóng siêu âm là gì? Nó có hại không?

Sóng siêu âm là thuật ngữ được dùng để mô tả các sóng có âm thanh rung động nhanh hơn so với mức tai nghe của người có thể phát hiện được. Loại sóng này có rất nhiều lợi ích, nhưng đồng thời cũng tồn tại một số tác hại nhất định. Chẳng hạn như:

• Đối với nam giới khi tiếp xúc với loại sóng này thường xuyên có thể vô sinh.
• Sức khỏe sinh sản của người mẹ có thể bị ảnh hưởng khi mang thai.
• Loại sóng này có thể ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của thai nhi.
• Có thể làm biến dạng DNA, ảnh hưởng đến di truyền.
• Với những sóng có tần số >20KHz có thể ảnh hưởng đến thính giác của con người. Do đó chúng tôi khuyến cáo, ngay cả khi bạn nghe nhạc cũng không nên nghe ở mức độ quá to, có thể ảnh hưởng đến thính giác.

AME Group vừa chia đến các bạn những thông tin cơ bản về sóng âm. Những thông tin được chia sẻ chắc hẳn đã giúp các bạn hiểu hơn về loại sóng này rồi đúng không nào. Nếu còn bất kỳ thông tin gì cần được tư vấn, hỗ trợ về vấn đề này, hãy liên hệ đến chúng tôi ngay nhé. Đội ngũ chuyên viên của chúng tôi sẵn sàng tư vấn, hỗ trợ quý khách một cách nhanh chóng, chính xác, kịp thời.