II. SÓNG ÂM
1. Khái niệm và đặc điểm
a. Khái niệm Sóng âm là sự lan truyền các dao động âm trong các môi trường rắn, lỏng, khí. b. Đặc điểm: - Tai con người chỉ có thể cảm nhận được (nghe được) các âm có tần số từ 16 Hz đến 20000Hz - Các sóng âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz được gọi là hạ âm - Các sóng âm có tần số lớn hơn 20000 Hz được gọi là siêu âm - Tốc độ truyền âm giảm trong các môi trường theo thứ tự : rắn, lỏng, khí. Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính chất môi trường, nhiệt độ của môi trường và khối lượng riêng của môi trường. Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ truyền âm cũng tăng.
2. Các đặc trưng sinh lý của âm
Âm có 3 đặc trưng sinh lý là : độ cao, độ to và âm sắc. Các đặc trưng của âm nói chung phụ thuộc vào cảm thụ âm của tai con người a. Độ cao - Đặc trưng cho tính trầm hay bổng của âm, phụ thuộc vào tần số âm - Âm có tần số lớn gọi là âm bổng và âm có tần số nhỏ gọi là âm trầm b. Độ to Là đại lượng đặc trưng cho tính to hay nhỏ của âm, phụ thuộc vào tần số âm và mức cường độ âm ► Cường độ âm : Là năng lượng mà sóng âm truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm. Công thức tính
, trong đó P là công suất của nguồn âm, S là diện tích miền truyền âm Khi âm truyền trong không gian thì
  Đơn vị : P(W), S(m2), I(W/m2). ► Mức cường độ âm : Là đại lượng được tính bởi công thức:
Trong đó I là cường độ âm tại điểm cần tính, I0 là cường độ âm chuẩn (âm ứng với tần số f = 1000 Hz) có giá trị là:
Trong thực tế thì người ta thường sử dụng đơn vị nhỏ hơn Ben để tính mức cường độ âm, đó là dexiBen (dB)
c. Âm sắc Là đại lượng đặc trưng cho sắc thái riêng của âm, giúp ta có thể phân biệt được hai âm có cùng độ cao, cùng độ to. Âm sắc phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động của âm (hay tần số và biên độ âm)
3. Nhạc âm và tạp âm
- Nhạc âm là những âm có tần số xác định và đồ thị dao động là đường cong hình sin - Tạp âm là những âm có tần số không xác định và đồ thị dao động là những đường cong phức tạp.
4. Họa âm
Một âm khi phát ra được tổng hợp từ một âm cơ bản và các âm khác gọi là họa âm Âm cơ bản có tần số f1 còn các họa âm có tần số bằng bội số tương ứng với âm cơ bản. Họa âm bậc hai có tần số f2 = 2f1 Họa âm bậc ba có tần số f3 = 3f1… Họa âm bậc n có tần số fn = n.f1  =>  Các họa âm lập thành một cấp số cộng với công sai d = f1
5. Ngưỡng nghe, ngưỡng đau, miền nghe được
• Ngưỡng nghe : là giá trị nhỏ nhất của mức cường độ âm mà tai con người có thể nghe được • Ngưỡng đau : là giá trị lớn nhất của mức cường độ âm mà tai con người có thể chịu đựng được • Miền nghe được : là giá trị của mức cường độ âm trong khoảng giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau.
6. Các ví dụ điển hình
Ví dụ 1: Hai họa âm liên tiếp do một dây đàn phát ra có tần số hơn kém nhau 56 Hz, họa âm thứ ba và họa âm thứ năm có tần số bằng bao nhiêu?
* Hướng dẫn giải:
Hai họa âm liên tiếp hơn kém nhau 56 Hz nên ta có:
Từ đó ta có tần số của họa âm thứ ba và thứ năm là:

Ví dụ 2: Một nhạc cụ phát ra âm cơ bản có tần số f1 = 420 Hz. Một người chỉ nghe được âm cao nhất có tần số là 18000 Hz, tìm tần số lớn nhất mà nhạc cụ này có thể phát ra để người đó nghe được.
* Hướng dẫn giải:
Gọi fn là âm mà người đó nghe được, ta có:
Theo bài
, (1) Từ đó giá trị lớn nhất của âm mà người đó nghe được ứng với giá trị nguyên lớn nhất thỏa mãn (1) là n = 42 Vậy tần số âm lớn nhất mà người đó nghe được là 420.42 = 17640 (Hz)
Ví dụ 3: Mức cường độ âm tại một điểm cách một nguồn phát âm 1 m có giá trị là 50 dB. Một người xuất phát từ nguồn âm,