Bài 11: Đặc trưng sinh lí của âm 

I. Tóm tắt lý thuyết:

1. Đặc trưng sinh lí của âm là những đặc trưng liên quan đến cảm nhận (cảm giác) của con người. Ba đặc trưng sinh lí của âm là độ cao, độ to và âm sắc.

2. Độ Cao

- Độ cao của âm là đặc trưng liên quan đến tần số của âm.

- Âm càng cao khi tần số càng lớn.

3. Độ to

- Độ to của âm là đặc trưng liên quan đên mức cường độ âm L.

- Âm càng to khi mức cường độ âm càng lớn

4. Âm sắc

- Âm sắc là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm thanh phát ra từ các nguồn khác nhau.

- Âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm.

- Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các họa âm.

II. Bài tập minh hoạ:

Bài 1: Một ống có một đầu bịt kín tạo ra âm cơ bản của nốt Đô có tần số 130,5 Hz. Nếu người ta để hở cả đầu đó thì khi đó âm cơ bản tạo có tần số bằng bao nhiêu?

Giải:

Ống sáo có một đầu bịt kín nên tần số để có sóng dừng trong ống là:

\[f = (2n + 1)\frac{V}{{4L}} = (2n + 1).{f_{fcb1}}\]

Nếu để hở cả hai đầu thì điều kiện của tần số là: \[f{\rm{ }} = {\rm{ }}n.{\rm{ }}v/2L{\rm{ }} = {\rm{ }}n.{f_{cb2}}\]

Ta thấy \[{f_{cb2}}\; = {\rm{ }}2.{f_{cb1}}\; = 2.130,5{\rm{ }} = {\rm{ }}261Hz\]

Bài 2: Một ống sáo (một đầu kín, một đầu hở) phát ra âm cơ bản là nốt nhạc Sol có tần số 392Hz. Ngoài âm cơ bản, tần số nhỏ nhất của các họa âm do sáo này phát ra là bao nhiêu?

Bài 3: Một dây đàn có chiều dài 70 cm, khi gảy nó phát ra âm cơ bản có tần số f. Người chơi bấm phím đàn cho dây ngắn lại để nó phát ra âm mới có họa âm bậc 3 với tần số 3,5f. Chiều dài của dây còn lại là bao nhiêu?

Bài 4: Một người chơi đàn ghita khi bấm trên dây để dây có chiều dài 0,24 m và 0,2 m sẽ phát ra âm cơ bản có tần số tương ứng bằng với tần số của họa âm bậc n và (n +1) sẽ phát ra khi không bấm trên dây. Chiều dài của dây đàn khi không bấm là bao nhiêu?

Bài 5:  Một cái còi được coi như nguồn âm điểm phát ra âm phân bố đều theo mọi hướng. cách nguồn âm 10km một người vừa đủ nghe thấy âm. Biết ngưỡng nghe và ngưỡng đau đối với âm đó lần lượt là \[{10^{ - 9}}\;W/{m^2}\] và \[10\,\;W/{m^2}\]. Hỏi cách còi bao nhiêu thì tiếng còi bắt đầu gây cảm giác đau cho người đó?