Câu hỏi tự luận vật lí 7 kết nối tri thức Bài 13: Độ to và độ cao của âm

CHƯƠNG IV: ÂM THANH

BÀI 13 - ĐỘ TO VÀ ĐỘ CAO CỦA ÂM

I. NHẬN BIẾT (4 câu)

Câu 1: Trình bày khái niệm biên độ dao động.

Trả lời:

Biên độ dao động là khoảng cách từ vị trí ban đầu (vị trí cân bằng) đến vị trí xa nhất của dao động.

Câu 2: Độ to của âm phụ thuộc vào điều gì? Nêu mối quan hệ giữa biên độ của sóng âm và biên độ của nguồn âm.

Trả lời:

• Độ to của âm phụ thuộc vào biên độ dao động.
• Sóng âm có biên độ dao động càng lớn thì âm nghe thấy càng to (và ngược lại).

Câu 3: Nêu khái niệm và đơn vị của tần số. Tần số âm mà tai người có thể nghe thấy nằm trong khoảng nào?

Trả lời:

• Tần số là số dao động vật thực hiện trong một giây.
• Đơn vị của tần số: Héc, kí hiệu là Hz.
• Tần số âm mà tai người có thể nghe thấy được khoảng từ 20 Hz đến 20 000 Hz.

Câu 4: Độ cao của âm phụ thuộc vào điều gì?

Trả lời:

• Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số.
• Sóng âm có tần số càng lớn thì nghe thấy âm càng cao (bổng) và ngược lại, sóng âm có tần số âm càng nhỏ thì nghe thấy âm càng thấp (trầm).

II. THÔNG HIỂU (5 câu)

Câu 1: Lấy ví dụ minh họa tần số dao động của vật.

Trả lời:

Ví dụ: Trong 1 giây, vật thực hiện được 20 dao động thì tần số dao động của vật là 20 Hz.

Câu 2: Lấy ví dụ minh họa âm trầm, âm bổng.

Trả lời:

• Lời nói nhỏ có độ to là 20 dB (âm trầm)
• Tiếng nhạc lớn có độ to là 80 dB (âm bổng)

Câu 3: Khi ta siết chặt dây đàn thì âm phát ra sẽ như thế nào và ngược lại?

Trả lời:

• Khi siết chặt, dây đàn căng nhiều, dao động của dây đàn nhanh, âm phát ra cao, tần số dao động lớn.
• Khi không siết chặt, dây đàn căng ít, dao động của dây đàn chậm, âm phát ra thấp, tần số dao động nhỏ.

Câu 4: Khi đánh trống, muốn âm phát ra càng to, ta làm như thế nào?

Trả lời:

Khi đánh trống, muốn âm phát ra to hơn thì ta sẽ đánh trống mạnh hơn và đánh vào giữa của mặt trống để phát ra âm to nhất.

Câu 5: Nêu mối quan hệ giữa độ to và độ cao của âm với cảm nhận âm thanh của người nghe.

Trả lời:

• Mối quan hệ giữa độ to và độ cao của âm có ảnh hưởng đáng kể đến cảm nhận âm thanh của người nghe. Độ to của âm liên quan đến cường độ của âm thanh, tức là mức độ mạnh yếu của âm, trong khi độ cao của âm liên quan đến tần số của âm thanh, tức là âm cao hay thấp.
• Người nghe thường cảm nhận độ to của âm như là âm lượng, còn độ cao của âm liên quan đến những âm thanh trong dải tần số cao (như tiếng chuông).
• Một âm to và có độ cao cao thường được người nghe cảm nhận là mạnh mẽ và sắc nét, trong khi âm to nhưng độ cao thấp có thể được cảm nhận là ồn ào, còn âm yếu nhưng độ cao cao có thể được cảm nhận là tương đối mềm mại, nhẹ nhàng.

III. VẬN DỤNG (4 câu)

Câu 1: Một bạn học sinh nghe âm phát ra từ hai chiếc loa: loa A và loa B. Biết rằng loa A phát ra âm có tần số lớn hơn 60 Hz so với âm do loa B phát ra; âm do loa B phát ra có độ to lớn hơn 30 dB so với âm do loa A phát ra. Hỏi bạn học sinh đó sẽ nghe thấy âm do loa nào phát ra cao hơn, âm do loa nào phát ra lớn hơn?

Trả lời:

• Âm do loa A phát ra có tần số lớn hơn 60 Hz so với âm do loa B phát ra. Do đó bạn học sinh sẽ nghe thấy âm do loa A phát ra cao hơn vì tần số càng lớn, âm càng cao.
• Âm do loa B phát ra có độ to lớn hơn 30 dB so với âm do loa A phát ra. Do đó bạn học sinh sẽ nghe thấy âm do loa B phát ra lớn hơn vì độ to càng lớn, âm phát ra càng to.

Câu 2: Tại sao khi đánh trống càng mạnh, âm phát ra càng to?

Trả li:

Khi đánh mạnh vào trống thì biên độ dao động của trống lớn, từ đó trống sẽ phát ra độ to lớn.

Câu 3: Nếu một dây đàn ghita dao động 1000 lần mỗi giây thì tần số của nó là bao nhiêu?

Trả lời:

Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây.

® Biểu thức mối liên hệ giữa tần số f (Hz), thời gian t (s) và số dao động N là: 

f = N : t

® Một giây, đàn ghita dao động 1000 lần, nên tần số do đàn ghita phát ra là 1000 Hz.

Câu 4: Nếu một mặt trống dao động với tần số 200 Hz thì nó thực hiện được bao nhiêu dao động trong 30 giây?

Trả lời:

Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây.

Từ biểu thức f = N : t ⇒ N = f . t = 200 . 30 = 6000 (dao động)

IV. VẬN DỤNG CAO (2 câu)

Câu 1: Một con muỗi khi bay vỗ cánh 4000 lần trong 5 giây và một con ong mật khi bay vỗ cánh 6450 lần trong 15 giây.

1. a) Tính tần số dao động của cánh muỗi và cánh ong khi bay. Con nào vỗ cánh nhanh hơn?
2. b) Âm phát ra khi vỗ cánh của con muỗi hay con ong cao hơn?

Trả lời:

1. a) Tần số dao động của cánh muỗi là:

          f = N : t = 3000 : 5 = 600 (Hz)

Tần số dao động của cánh con ong là:

f = N : t = 6450 : 5 = 430 (Hz)

Vậy con muỗi vỗ cánh nhanh hơn con ong.

1. b) Âm phát ra khi vỗ cánh của con muỗi cao hơn con ong.

Câu 2: Nêu tầm quan trọng của việc hiểu biết về độ to và độ cao của âm đối với các lĩnh vực khác như ngành âm nhạc, kỹ thuật, y học,...?

Trả lời:

• Ngành âm nhạc: Trong ngành âm nhạc, hiểu biết về độ to và độ cao của âm là quan trọng để sáng tác, biểu diễn và thu âm. Nghệ sĩ âm nhạc cần hiểu cách làm thế nào để điều chỉnh độ to và độ cao để tạo ra hiệu ứng âm thanh mong muốn. Các nhạc sĩ, nhà sản xuất âm nhạc và kỹ thuật viên cần sử dụng kiến thức này để tạo ra âm thanh chất lượng và sáng tạo.
• Ngành kỹ thuật: Trong kỹ thuật âm thanh, độ to và độ cao của âm rất quan trọng để thiết kế và xây dựng hệ thống âm thanh, loa, hệ thống giả trình diễn và cấu trúc âm thanh trong không gian. Kỹ sư âm thanh cần hiểu rõ về cách điều chỉnh độ to và độ cao để đảm bảo rằng hệ thống âm thanh hoạt động hiệu quả và cung cấp trải nghiệm người dùng tốt nhất có thể.
• Ngành y học: Trong lĩnh vực y học, đặc biệt là trong việc chẩn đoán và điều trị các vấn đề tai mũi họng, cần hiểu biết về cảm nhận độ to và độ cao của âm để đánh giá tình trạng sức khỏe của bệnh nhân, nguyên nhân tai nạn thương tích như khi bị mất thính giác.
• Một số lĩnh vực khác: Ngoài ra, hiểu biết về độ to và độ cao của âm cũng quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác như âm nhạc chức năng, hội chợ triển lãm, quảng cáo, giáo dục, v.v.