A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Độ to của âm
- Đối với một vật đang dao động, biên độ dao động là độ lệch lớn nhất của vật so với vị trí cân bằng của nó.
- Dao động kí là thiết bị cho phép nhìn thấy dao động của sóng âm. Dao động kí có thể hiển thị đồ thị dao động âm.
Biên độ dao động là khoảng cách giữa đỉnh đồ thị và đường vẽ cắt ngang ở giữa đồ thị
- Âm nghe được càng to (nhỏ) khi biên độ âm càng lớn (nhỏ). Nguồn âm dao động càng mạnh thì biên độ âm càng lớn và âm nghe được càng to.
2. Độ cao của âm
- Số dao động vật thực hiện được trong một giây được gọi là tần số dao động. Đơn vị tần số là héc (Hz).
- Tai người nghe được những sóng âm có tần số trong khoảng từ 20 Hz đến 20000 Hz. Tai người không thể nghe được siêu âm (tần số lớn hơn 20000 Hz) và hạ âm (tần số nhỏ hơn 20 Hz).
- Độ cao của âm có liên hệ với tần số âm.
+ Âm phát ra càng cao (càng bổng) khi tần số âm càng lớn.
+ Âm phát ra càng thấp (càng trầm) khi tần số càng nhỏ.
Ví dụ: Nốt nhạc Sol cao hơn nốt nhạc Do.
CÂU HỎI SÁCH GIÁO KHOA
Mở đầu trang 70 Bài 13 KHTN lớp 7: Nếu kẹp một đầu thước thép và mặt bàn, dùng tay gảy đầu còn lại thì thước có thể phát ra âm thanh. Khi khoảng cách giữa đầu tự do của thước với mép bàn khác nhau thì âm phát ra khác nhau. Vì sao?
Trả lời:
Khi khoảng cách đầu tự do của thước và mép bàn khác nhau thì khi ta gảy, đầu thước sẽ có độ dao động mạnh yếu khác nhau, vì vậy âm phát ra cũng khác nhau.
1. Độ to của âm
Luyện tập trang 70 KHTN lớp 7: Hình dưới đây cho thấy đồ thị dao động âm trên màn hình dao động kí khi nguồn âm là một âm thoa được gõ nhẹ (a) và gõ mạnh (b).
Sóng âm nào có biên độ dao động lớn hơn?
Trả lời:
Vì biên độ dao động là khoảng cách giữa đỉnh đồ thị và đường vẽ cắt ngang ở giữa đồ thị nên biên độ dao động ở hình b là 2 ô, ở hình a là 1 ô. Vậy sóng âm b có biên độ lớn hơn.
Câu hỏi thảo luận 1 trang 71 KHTN lớp 7: Tiến hành thí nghiệm 1 và hoàn thành các thông tin theo mẫu Bảng 13.1.
Trả lời:
Câu hỏi thảo luận 2 trang 71 KHTN lớp 7: Nêu nhận xét về mối liên hệ giữa độ to của âm phát ra với biên độ dao động của dây chun.
Trả lời:
Biên độ dao động của dây chun càng lớn thì âm phát ra của dây chun càng to và ngược lại, biên độ dao động của chun càng nhỏ thì âm phát ra càng nhỏ.
Luyện tập trang 71 KHTN lớp 7: Tiến hành thí nghiệm với thước thép (như Hình 13.1) để kiểm tra mối liên hệ giữa độ to của âm phát ra và biên độ dao động của nguồn âm.
Trả lời:
Học sinh tự thực hiện thí nghiệm và rút ra kết luận: Biên độ dao động càng lớn thì âm phát ra càng to và ngược lại, biên độ dao động càng nhỏ thì âm phát ra càng nhỏ.
Câu hỏi thảo luận 3 trang 71 KHTN lớp 7: Tiến hành thí nghiệm 2 và thực hiện các yêu cầu sau:
a) So sánh độ to của âm nghe được trong ba trường hợp gõ âm thoa.
b) So sánh biên độ của dao động âm trên màn hình trong ba trường hợp gõ âm thoa.
c) Nêu nhận xét về mối liên hệ giữa độ to của âm nghe được và biên độ dao động của sóng âm.
Trả lời:
a) Độ to của âm phát ra từ âm thoa to nhất khi gõ vào âm thoa mạnh nhất và độ to của âm thoa nhỏ nhất khi gõ vào âm thoa nhẹ nhất.
b) Biên độ dao động lớn nhất khi gõ vào âm thoa mạnh nhất, biên độ dao động nhỏ nhất khi gõ vào âm thoa nhẹ nhất.
c) Độ to của âm nghe được có liên quan tới biên độ dao động của sóng âm hay gọi tắt là biên độ âm. Biên độ âm càng lớn thì âm nghe được càng to và ngược lại.
2. Độ cao của âm
Luyện tập trang 72 KHTN lớp 7: Dây đàn guitar phải thực hiện bao nhiêu dao động trong mỗi giây để phát ra nốt La (A4) có tần số 440 Hz?
Trả lời:
Vì tần số là số dao động vật thực hiện được trong 1 giây.
Trong 1 giây, đàn phát ra tần số 440 Hz
Dây đàn thực hiện được 440 dao động trong mỗi giây.
Câu hỏi thảo luận 4 trang 73 KHTN lớp 7: Tiến hành thí nghiệm 3 và trả lời các câu hỏi:
a) Âm thanh phát ra bởi âm thoa nào nghe bổng hơn?
c) Nêu nhận xét về mối liên hệ giữa độ cao của âm với tần số âm.
Trả lời:
a) Âm phát ra bởi âm thoa nhỏ hơn nghe bổng nhất.
b) Từ đồ thị dao động âm trên màn hình dao động kí, ta thấy đồ thị dao động âm của âm thoa nhỏ ở sát nhau hơn. Tức là âm thoa nhỏ phát ra tần số lớn hơn.
c) Độ cao của âm liên quan tới tần số. Tần số âm càng lớn thì âm nghe được càng bổng.
Vận dụng trang 73 KHTN lớp 7: Truy cập trang web sau:
Trả lời:
Các em làm theo hướng dẫn và rút ra mối liên hệ giữa âm nghe đợc tới tần số âm: Khi tăng tần số của âm phát ra thì âm nghe được bổng hơn, giảm tần số của âm phát ra thì âm nghe được trầm hơn.
BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 trang 73 KHTN lớp 7: Tần số vỗ cánh của ruồi đen khi bay vào khoảng 350 Hz, của muỗi vào khoảng 600 Hz. Âm thanh phát ra khi bay của ruồi đen hay muỗi nghe bổng hơn? Vì sao?
Trả lời:
Tần số phát ra của loài muỗi khoảng 600 Hz lớn hơn tần số phát ra của loài ruồi đen khoảng 350 Hz.
Âm thanh phát ra khi bay của muỗi nghe bổng hơn so với âm phát ra của ruồi đen.
Bài 2 trang 73 KHTN lớp 7: Để thay đổi độ to của tiếng đàn, người nghệ sĩ chơi đàn guitar thường thực hiện các thao tác như thế nào? Giải thích.
Trả lời:
Để thay đổi độ to của tiếng đàn, người nghệ sĩ chơi đàn thường thay đổi lực gảy đàn (gảy đàn mạnh yếu khác nhau).
Khi gảy đàn mạnh hơn thì dây đàn dao động với biên độ lớn hơn làm âm phát ra to hơn và ngược lại.
Bài 3 trang 73 KHTN lớp 7: Em hãy tạo ra âm thanh từ một cái thước như Hình 13.1. Lần lượt thay đổi độ dài phần tự do của thước và lắng nghe âm thanh của chúng. Độ cao của âm phát ra liên hệ như thế nào với độ dài phần tự do của thước?
Trả lời:
Vì âm nghe được càng to khi biên độ âm càng lớn.
Âm nghe được càng cao khi tần số âm càng lớn.
Thước có phần dao động tự do càng dài thì biên độ dao động càng lớn, tần số dao động âm càng nhỏ nên phát ra âm to và trầm.
Thước có phần dao động tự do càng nhỏ thì biên độ dao động càng nhỏ, tần số dao động càng lớn nên âm phát ra nhỏ và cao.
=> Độ cao của âm tỉ lệ nghịch với độ dài phần tự do của thước.
SÁCH BÀI TẬP
Bài 13.1 trang 39 SBT Khoa học tự nhiên 7: Hình dưới đây là đồ thị dao động âm của một sóng âm trên màn hình dao động kí. Độ dài của đoạn nào mô tả biên độ âm?
A. (1).
B. (2).
C. (3).
D. (4).
Lời giải:
Đáp án đúng là: B
Biên độ âm trên đồ thị dao động âm được là đoạn thẳng tính từ đỉnh sóng tới phương truyền sóng.
Bài 13.2 trang 39 SBT Khoa học tự nhiên 7: Một âm thoa thực hiện 512 dao động mỗi giây thì sóng âm do nó phát ra có tần số bao nhiêu?
A. 512 Hz.
B. 8,5 Hz.
C. 1 024 Hz.
D. 256 Hz.
Lời giải:
Đáp án đúng là: A
Tần số sóng âm là
Bài 13.3 trang 39 SBT Khoa học tự nhiên 7: Khi điều chỉnh nút âm lượng (volume) trên loa là ta đang điều chỉnh đặc trưng nào của sóng âm phát ra?
A. Biên độ âm.
B. Tần số âm.
C. Tốc độ truyền âm.
D. Môi trường truyền âm.
Lời giải:
Đáp án đúng là: A
Khi điều chỉnh nút âm lượng (volume) trên loa là ta đang điều chỉnh biên độ âm của sóng âm phát ra.
Bài 13.4 trang 39 SBT Khoa học tự nhiên 7: Bằng cách điều chỉnh độ căng của dây đàn (lên dây), người nghệ sĩ guitar muốn thay đổi đặc trưng nào của sóng âm phát ra?
A. Độ to.
B. Độ cao.
C. Tốc độ lan truyền.
D. Biên độ.
Lời giải:
Đáp án đúng là: B
Bằng cách điều chỉnh độ căng của dây đàn (lên dây), người nghệ sĩ guitar muốn thay đổi độ cao của sóng âm phát ra.
Bài 13.5 trang 39 SBT Khoa học tự nhiên 7: Điền từ/ cụm từ thích hợp vào chỗ trống.
a) Sóng âm được tạo ra bởi (1) … của nguồn âm.
b) Độ to của âm có liên hệ với (2) …
c) Độ cao của âm có liên hệ với (3) …
d) Vật dao động càng mạnh thì (4) … càng lớn, sóng âm nghe được có (5) … càng lớn.
e) Nguồn âm dao động càng nhanh thì (6) … càng lớn, sóng âm nghe được có (7) … càng lớn.
Lời giải:
a) (1) dao động.
b) (2) biên độ âm.
c) (3) tần số âm.
d) (4) biên độ, (5) độ to.
e) (6) tần số, (7) độ cao.
Bài 13.6 trang 39 SBT Khoa học tự nhiên 7: Cho bốn âm thoa, có tần số dao động tương ứng như hình. Hãy sắp xếp các âm thoa này theo thứ tự âm nghe được từ trầm nhất đến bổng nhất.
Lời giải:
Ta có: Âm có tần số càng nhỏ thì nghe âm càng trầm, âm có tần số càng cao thì nghe âm càng bổng.
Thứ tự âm thoa có âm nghe được từ trầm nhất đến bổng nhất là: 128 Hz, 256 Hz, 512 Hz, 1024 Hz.
Bài 13.7 trang 40 SBT Khoa học tự nhiên 7: Hình dưới đây là đồ thị dao động âm của một sóng âm trên màn hình dao động kí. Dựa trên đồ thị này, hãy vẽ phác họa đồ thị dao động âm của một sóng âm có tần số gấp đôi và độ to nhỏ hơn so với sóng âm trên.
Lời giải:
Đồ thị dao động âm của một sóng âm có tần số gấp đôi (có số đỉnh gấp đôi) và độ to nhỏ hơn so với sóng âm đã cho (độ cao của đỉnh thấp hơn).
Bài 13.8 trang 40 SBT Khoa học tự nhiên 7: Hãy dùng một chiếc đũa và ba cái nắp vung (nắp nồi) được làm bằng cùng loại vật liệu nhưng có kích cỡ khác nhau để tạo ra âm thanh.
a) Lần lượt gõ vào nắp, đo và ghi lại đường kính nắp vào bảng sau.
b) Âm thanh phát ra từ nắp vung nào nghe bổng nhất?
c) Với một lực gõ như nhau, đặc trưng nào của sóng âm phát ra thay đổi theo mỗi lượt gõ?
Lời giải:
a) Lập bảng theo hướng dẫn. Giả sử thu được số liệu như sau
b) Nắp có đường kính nhỏ nhất cho âm bổng nhất.
c) Với lực gõ như nhau, đặc trưng của sóng âm thay đổi với mỗi lượt gõ là độ cao của âm hay tần số âm.
Giải SBT Khoa học tự nhiên 7 trang 41
Bài 13.9 trang 41 SBT Khoa học tự nhiên 7:
a) Hãy làm một chiếc “kèn ống hút” theo hướng dẫn sau đây:
Bước 1: Chọn ba ống hút nhựa và cắt chúng thành ba đoạn ống có chiều dài khác nhau.
Bước 2: Ép dẹt đầu trên mỗi đoạn ống và cắt vạt góc của chúng.
Bước 3: Dùng băng dính dán ba đoạn ống hút thành một dãy.
b) Thổi hơi xuống mỗi đoạn ống hút và lắng nghe âm thanh do chúng phát ra. Âm thanh phát ra từ đoạn ống nào nghe bổng nhất?
Lời giải:
a) Học sinh làm theo hướng dẫn.
b) Đoạn ống hút ngắn nhất cho âm khi thổi nghe bổng nhất.
Bài 13.10 trang 41 SBT Khoa học tự nhiên 7: Một người thổi sáo tạo ra hai âm với hai thao tác sau:
- Dùng các ngón tay bịt kín tất cả các lỗ trừ 1 đến 6 (Hình a).
- Để hở tất cả các lỗ từ 1 đến 6 (Hình b).
Trong trường hợp nào âm thanh phát ra trầm hơn? Giải thích.
Lời giải:
Khi bịt chặt cả 6 lỗ trên ống sáo (Hình a) thì cột không khí dao động trong ống dài hơn so với khi để hở cả 6 lỗ (Hình b). Vì vậy, thao tác ở Hình a sẽ tạo ra âm trầm hơn.
