Trả lời nhanh
Một số ví dụ chứng tỏ sóng âm truyền được trong chất lỏng: cá giật mình khi nghe tiếng gõ vào thành bể hoặc tiếng bước chân trên bờ; thợ lặn nghe được tiếng động cơ tàu thuyền khi ở dưới nước; cá heo, cá voi liên lạc với nhau dưới biển; tàu dùng sonar đo độ sâu. Nguyên nhân là các phân tử nước dao động và truyền dao động đi xa.
Vì sao âm truyền được trong chất lỏng?
Sóng âm là dao động của các phần tử vật chất lan truyền trong môi trường. Nguồn âm dao động làm các phân tử nước ở sát nó dao động theo, các phân tử này lại làm các phân tử bên cạnh dao động, cứ thế dao động lan ra xa.
Vì vậy, bất cứ môi trường vật chất nào (rắn, lỏng, khí) đều truyền được âm. Chỉ ở chân không, nơi không có phân tử vật chất, âm mới không truyền được.
Các ví dụ chứng tỏ sóng âm truyền trong chất lỏng
| Ví dụ | Điều quan sát được | Giải thích |
|---|---|---|
| Gõ vào thành bể cá | Cá bơi tản ra, giật mình | Tiếng gõ truyền qua thành bể rồi qua nước đến tai cá |
| Thợ lặn dưới nước | Nghe được tiếng động cơ ca nô, tiếng gõ kim loại | Âm truyền từ nguồn qua nước đến tai thợ lặn |
| Bơi dưới hồ bơi | Nghe tiếng loa, tiếng nước chảy của máy lọc khi úp đầu xuống nước | Nước là môi trường truyền âm |
| Cá heo, cá voi | Phát và nhận tiếng kêu để liên lạc, tìm thức ăn | Âm truyền xa trong nước biển |
| Máy sonar trên tàu | Đo được độ sâu đáy biển, phát hiện đàn cá | Sóng âm truyền xuống, gặp đáy thì phản xạ trở lại |
| Siêu âm y tế | Thấy hình ảnh thai nhi, các cơ quan | Cơ thể chứa nhiều nước nên siêu âm truyền và phản xạ được |
Thí nghiệm đơn giản tự làm
- Cho điện thoại đang phát nhạc vào túi nilon, buộc kín miệng túi.
- Nhúng túi vào chậu nước lớn (không để nước vào túi).
- Áp tai sát thành chậu hoặc nhúng tai gần mặt nước: vẫn nghe được tiếng nhạc.
Tiếng nhạc đi từ loa, qua lớp không khí trong túi, qua nước rồi tới tai. Điều đó chứng tỏ nước truyền được âm.
Tốc độ âm trong chất lỏng
Âm truyền trong chất lỏng nhanh hơn trong chất khí nhưng chậm hơn trong chất rắn. Các giá trị gần đúng:
- Không khí (khoảng 20 °C): khoảng 340 m/s.
- Nước: khoảng 1500 m/s.
- Thép: khoảng 5000 m/s.
Mẹo nhớ: môi trường càng “chặt” (phân tử càng gần nhau) thì dao động truyền càng nhanh: rắn > lỏng > khí.
Ví dụ tính toán với sonar
Đề tự đặt: Tàu phát sóng siêu âm xuống đáy biển, sau 0,4 s thu được sóng phản xạ. Biết tốc độ âm trong nước biển khoảng 1500 m/s. Tính độ sâu của đáy biển.
Quãng đường sóng đi và về: s = v·t = 1500 × 0,4 = 600 m. Sóng đi xuống rồi quay lên nên độ sâu bằng một nửa: h = 600 : 2 = 300 m.
Lỗi sai thường gặp
- Nghĩ âm không truyền được trong nước vì “dưới nước im lặng”. Thực tế dưới nước vẫn có âm, chỉ là âm từ không khí truyền xuống nước bị phản xạ nhiều ở mặt nước nên ta nghe nhỏ đi.
- Quên chia đôi quãng đường khi tính độ sâu bằng sonar.
- Cho rằng âm truyền nhanh nhất trong không khí; thực ra chậm nhất trong ba trạng thái.
Bài luyện tập
- Vì sao người câu cá thường được dặn đi nhẹ, không dậm chân trên bờ?
Đáp án: Dao động do bước chân truyền qua đất, xuống nước và đến tai cá, làm cá sợ bỏ đi. - Hai bạn lặn dưới hồ bơi, một bạn gõ hai viên đá vào nhau. Bạn kia có nghe được không? Vì sao?
Đáp án: Có, vì nước truyền được âm từ viên đá đến tai bạn. - Sóng siêu âm từ tàu đến đáy biển và quay lại sau 0,2 s, v = 1500 m/s. Tính độ sâu.
Đáp án: h = 1500 × 0,2 : 2 = 150 m.
Câu hỏi thường gặp
Sóng âm có truyền được trong chất lỏng không?
Có. Các phân tử chất lỏng dao động và truyền dao động từ nguồn âm tới tai người hoặc vật nhận, nên chất lỏng là môi trường truyền âm.
Âm truyền trong nước nhanh hơn hay chậm hơn trong không khí?
Nhanh hơn. Tốc độ âm trong nước khoảng 1500 m/s, trong khi trong không khí khoảng 340 m/s.
Sonar hoạt động dựa trên hiện tượng nào?
Sonar phát sóng siêu âm xuống nước, sóng gặp đáy biển hoặc đàn cá thì phản xạ lại. Dựa vào thời gian sóng đi và về, ta tính được khoảng cách.
Âm có truyền được trong chân không không?
Không. Chân không không có phân tử vật chất để truyền dao động nên âm không truyền được.