Những đặc điểm của sóng âm tạo ra âm thanh và tiếng ồn? Giải thích đồ thị sóng như nào mới đúng?

Mỗi rung động từ nguồn âm thanh tạo ra một giá trị của sóng âm. Mỗi chu kỳ sóng hoàn chỉnh bắt đầu bằng một đáy và kết thúc khi bắt đầu một đáy tiếp theo. Cuối cùng, vận tốc của sóng âm cho chúng ta biết tốc độ của sóng và được biểu thị bằng mét trên giây.

Bước sóng của âm thanh là gì?

Bước sóng âm thanh cho biết khoảng cách mà sóng truyền đi trước khi nó lặp lại chính nó. Bản thân bước sóng là một sóng dọc thể hiện sự nén và tác động hiếm của sóng âm thanh. Biên độ của sóng xác định độ dịch chuyển cực đại của các hạt bị nhiễu bởi sóng âm khi nó truyền qua môi trường. Biên độ lớn chứng tỏ sóng âm lớn. Tần số của sóng âm cho biết số sóng âm được tạo ra trong mỗi giây. Âm thanh tần số thấp tạo ra sóng âm thanh ít thường xuyên hơn âm thanh tần số cao. Khoảng thời gian của một sóng âm là khoảng thời gian cần thiết để tạo ra một chu kỳ sóng hoàn chỉnh.

Đơn vị âm thanh

Khi chúng tôi đo âm thanh, có bốn đơn vị đo lường khác nhau có sẵn cho chúng tôi. Đơn vị đầu tiên được gọi là decibel (dB). Đềxiben là tỷ số logarit của áp suất âm thanh so với áp suất chuẩn. Đơn vị tiếp theo được sử dụng thường xuyên nhất là hertz (Hz). Hertz là thước đo tần số âm thanh. Hertz và decibel được sử dụng rộng rãi để mô tả và đo lường âm thanh, nhưng phon và sone cũng được sử dụng. Sone là độ lớn cảm nhận được của một âm thanh và phon là đơn vị đo độ lớn của âm thuần. Ngoài ra, phon đề cập đến âm lượng chủ quan, trong khi sone là âm lượng cảm nhận được.

Giải thích đồ thị sóng âm

Sóng âm có thể được mô tả bằng cách vẽ đồ thị hoặc dịch chuyển hoặc mật độ. Đồ thị thời gian dịch chuyển thể hiện khoảng cách của các hạt so với vị trí ban đầu của chúng và cho biết chúng đã di chuyển theo hướng nào. Các hạt xuất hiện trên vạch 0 trong đồ thị độ dịch chuyển của hạt hoàn toàn không di chuyển khỏi vị trí bình thường của chúng. Các hạt dường như bất động này chịu nhiều lực nén và tác động hiếm hơn các hạt khác.

Vì áp suất và mật độ có liên quan với nhau, nên biểu đồ áp suất so với thời gian sẽ hiển thị cùng một thông tin như biểu đồ mật độ so với thời gian. Các đồ thị này chỉ ra nơi các hạt bị nén và nơi chúng rất giãn ra. Không giống như đồ thị độ dịch chuyển, các hạt dọc theo đường 0 trong đồ thị mật độ không bao giờ bị thu nhỏ hoặc tách rời nhau. Thay vào đó, chúng là những hạt di chuyển qua lại nhiều nhất.

Áp lực âm thanh

Áp suất âm thanh mô tả độ lệch áp suất cục bộ so với áp suất khí quyển xung quanh khi sóng âm truyền đi. Điều quan trọng là phải nhận ra rằng áp suất âm thanh và áp suất không khí không phải là một khái niệm giống nhau. Nhìn chung, tốc độ âm thanh không bị ảnh hưởng bởi áp suất không khí. Khi sóng âm thanh truyền từ nguồn âm thanh qua không khí, chúng làm thay đổi áp suất mà các hạt xung quanh không khí phải chịu.

Mức âm thanh

Mức âm thanh là sự so sánh áp suất của sóng âm thanh so với điểm chuẩn. Mức độ âm thanh được đo bằng decibel, với decibel cao hơn tương quan với mức âm thanh cao hơn. Một số dụng cụ âm thanh đo mức âm thanh bằng dBc, là tỷ số công suất (decibel) của tín hiệu so với tín hiệu sóng mang của nó. Các công cụ âm thanh khác đo độ lớn tương đối của âm thanh mà tai người cảm nhận được bằng cách sử dụng một decibel có trọng số, được gọi là dBa. Khi dBa được sử dụng, âm thanh ở tần số thấp bị giảm giá trị decibel và so với decibel không trọng số.

Biểu đồ mức âm thanh

Mức độ âm thanh là sự so sánh áp suất của sóng âm thanh so với điểm tham chiếu. Máy đo dBc đo tần số cao và thấp, trong khi máy đo dBa đo tần số mức trung bình.

Cường độ âm thanh

Cường độ âm thanh là công suất trên một đơn vị diện tích của sóng âm. Âm có cường độ càng lớn thì biên độ dao động càng lớn. Khi cường độ âm thanh tăng lên, áp suất do sóng âm thanh tác dụng lên các vật thể gần đó cũng tăng lên. Decibel được sử dụng để đo tỷ số giữa cường độ nhất định (I) với ngưỡng cường độ nghe, thường có giá trị 1000 Hz đối với tai người.

Biểu đồ cường độ âm thanh

Cường độ âm thanh là công suất trên một đơn vị diện tích được truyền bởi sóng âm. Âm có cường độ càng lớn thì biên độ dao động càng lớn. Khi cường độ âm thanh tăng lên, áp suất do sóng âm thanh tác dụng lên các vật thể gần đó cũng tăng lên.

Cường độ âm thanh trong một cột không khí

Cột không khí là một ống rỗng, lớn, mở ở một bên và đóng ở bên kia. Các điều kiện được tạo ra bởi một cột không khí đặc biệt hữu ích để khảo sát các đặc tính của âm thanh như cường độ và cộng hưởng. Hãy xem video dưới đây để biết các cột không khí có thể được sử dụng như thế nào để điều tra các nút, phản âm và cộng hưởng.