Trả lời nhanh
Khi nguồn âm dao động, nó đẩy và kéo các phân tử không khí sát bên cạnh, làm lớp không khí này lúc bị nén, lúc bị dãn. Dao động ấy truyền từ lớp này sang lớp khác thành một sóng âm lan ra mọi hướng cho đến khi tới tai người nghe. Bản thân không khí không bay theo sóng mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng; ở khoảng 20 °C âm truyền đi với tốc độ khoảng 343 m/s.
Quá trình truyền âm diễn ra như thế nào?
Em hãy hình dung màng trống đang rung. Mỗi lần màng chuyển động ra phía ngoài, nó ép lớp không khí sát nó, tạo ra vùng không khí nén (khí áp cao hơn một chút). Khi màng chuyển động ngược lại, lớp không khí đó được giãn ra, tạo vùng dãn (khí áp thấp hơn một chút).
Các vùng nén và dãn này xen kẽ nhau rồi cứ thế lan ra xa: lớp không khí này đẩy lớp kế tiếp, lớp kế tiếp lại đẩy lớp sau nữa. Khi vùng nén – dãn đến màng nhĩ, màng nhĩ rung theo cùng nhịp, não nhận biết đó là âm thanh.
Ba ý em cần nắm chắc
- Cần nguồn âm: mọi âm thanh đều do một vật dao động phát ra, ví dụ dây đàn, màng loa, dây thanh quản.
- Cần môi trường truyền: không khí là môi trường quen thuộc nhất; âm cũng truyền được trong chất lỏng và chất rắn.
- Không có sự di chuyển của chất: chỉ có dao động được truyền đi, các phân tử không khí không chạy từ nguồn tới tai.
Vì sao âm không truyền trong chân không?
Ở chân không không có phân tử nào để nén hay dãn, nên dao động không có “người trung gian” để truyền đi. Thí nghiệm kinh điển là đặt một chiếc chuông điện đang kêu trong bình thuỷ tinh rồi hút dần không khí ra: tiếng chuông nhỏ dần và gần như mất hẳn dù ta vẫn thấy búa gõ chuông. Điều này chứng tỏ không khí là môi trường truyền âm.
Tốc độ truyền âm
| Môi trường | Tốc độ gần đúng (m/s) |
|---|---|
| Không khí (khoảng 20 °C) | 343 |
| Nước | khoảng 1500 |
| Thép | khoảng 5000 |
Âm truyền trong chất rắn nhanh hơn trong chất lỏng và nhanh hơn trong chất khí, vì các phân tử trong chất rắn nằm sát nhau hơn nên dao động được truyền đi nhanh hơn. Nhiệt độ không khí càng cao thì âm truyền càng nhanh một chút.
Ví dụ thực tế
- Ta thấy chớp trước khi nghe tiếng sấm vì ánh sáng truyền nhanh hơn âm rất nhiều.
- Áp tai xuống đường ray có thể nghe tàu từ xa vì âm truyền trong thép nhanh và ít bị yếu đi hơn trong không khí.
- Nói chuyện với bạn qua điện thoại làm từ hai lon sữa nối dây: âm truyền qua dây căng tốt hơn truyền qua không khí.
Lỗi sai thường gặp
- Cho rằng “không khí chạy từ miệng người nói đến tai người nghe”. Thực ra chỉ dao động lan truyền.
- Cho rằng âm truyền được trong chân không như ánh sáng. Điều này sai.
- Nhầm tốc độ truyền âm với tốc độ dao động của nguồn âm. Hai đại lượng này hoàn toàn khác nhau.
Bài tập nhỏ
Câu 1. Một người thấy tia chớp, 3 giây sau nghe tiếng sấm. Biết tốc độ âm là 340 m/s, tia chớp cách người đó bao xa?
Đáp án: s = v.t = 340 × 3 = 1020 m (bỏ qua thời gian ánh sáng truyền).
Câu 2. Vì sao các nhà du hành vũ trụ phải dùng bộ đàm khi nói chuyện ngoài không gian?
Đáp án: ngoài không gian là chân không nên âm không truyền được trực tiếp, phải dùng sóng vô tuyến.
Câu 3. Trong sự truyền âm trong không khí, đại lượng nào được truyền đi: chất hay dao động?
Đáp án: dao động (năng lượng dao động), chất không bị chuyển đi.
Câu hỏi thường gặp
Âm truyền trong không khí dưới dạng gì?
Âm truyền dưới dạng sóng âm, tức các vùng không khí nén và dãn xen kẽ lan từ nguồn âm ra xung quanh.
Tốc độ truyền âm trong không khí là bao nhiêu?
Ở khoảng 20 °C, âm truyền trong không khí với tốc độ xấp xỉ 343 m/s, thường làm tròn là 340 m/s khi giải bài tập.
Vì sao âm không truyền được trong chân không?
Vì chân không không có phân tử vật chất nào để dao động và truyền dao động từ lớp này sang lớp khác.
Âm truyền nhanh nhất trong môi trường nào?
Âm truyền nhanh nhất trong chất rắn, chậm hơn trong chất lỏng và chậm nhất trong chất khí.