- Âm thanh là dao động cơ học lan truyền qua môi trường vật chất (khí, lỏng, rắn) dưới dạng sóng dọc.
- Nó hình thành từ nguồn âm dao động → tạo áp suất thay đổi trong không khí → lan truyền ra xa.
- Tai người cảm nhận những dao động này và não sẽ “dịch” thành âm thanh mà ta nghe thấy.
🌊 2.1.1. Tính chất sóng của âm thanh
Âm thanh là sóng cơ học dọc, và có các tính chất chính:
- Tần số (f): Số dao động mỗi giây, đơn vị là Hertz (Hz). Tần số quyết định độ cao thấp của âm.
- Biên độ: Mức dao động lớn hay nhỏ → tương ứng với độ to nhỏ của âm thanh.
- Bước sóng (λ): Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng gần nhau.
- Tốc độ truyền sóng (v): Phụ thuộc vào môi trường truyền (VD: nhanh hơn trong chất rắn so với không khí).
⚠️ Đặc biệt: Âm thanh không thể truyền qua chân không vì nó cần môi trường vật chất để lan truyền.
🌐 2.1.2. Môi trường truyền dẫn
Âm thanh có thể truyền qua:
- Không khí (khí): Môi trường phổ biến nhất → tuy nhiên tốc độ không cao (~343 m/s ở 20°C).
- Chất lỏng: Nhanh hơn so với khí (VD: trong nước ~1500 m/s).
- Chất rắn: Tốc độ cao nhất (VD: thép ~5000 m/s).
🌀 Một điều thú vị: cá voi giao tiếp qua âm thanh trong nước – vì âm đi xa hơn và rõ hơn so với trên không khí.
📊 2.1.3. Giải tần số hữu dụng của âm thanh
- Người có thể nghe âm thanh trong khoảng từ 20 Hz đến 20.000 Hz (20 kHz).
- Khoảng tần số này gọi là giải tần số nghe được (audible frequency range).
- Phân loại:
- Hạ âm (<20 Hz): Không nghe được, nhưng được dùng trong máy móc hoặc động vật cảm nhận (VD: voi, cá voi).
- Âm nghe được (20 Hz – 20 kHz): Dải mà tai người nhận biết.
- Siêu âm (>20 kHz): Không nghe được, nhưng có ứng dụng rộng trong y học (siêu âm), công nghiệp, đo khoảng cách, cảm biến…