MỤC TIÊU
- Lấy được ví dụ về vật phản xạ âm tốt, vật phản xạ âm kém.
- Giải thích được một số hiện tượng đơn giản thường gặp trong thực tế về sóng âm; đề xuất được phương án đơn giản để hạn chế tiếng ồn ảnh hưởng đến sức khoẻ.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
Vì sao sàn nhà hát thường được trải thảm, trong khi trần và các bức tường bên trong được thiết kế những cấu trúc đặc biệt?
Sàn nhà hát thường được trải thảm, trong khi trần và các bức tường bên trong được thiết kế những cấu trúc đặc biệt vì để giảm tiếng vang giúp mọi người nghe nhạc được rõ hơn và hạn chế sự phản xạ âm cũng như sự truyền âm ra bên ngoài gây ô nhiễm tiếng ồn.
1. SỰ PHẢN XẠ ÂM
Tìm hiểu sự phản xạ âm
🔬 Thí nghiệm: Tìm hiểu sự phản xạ âm khi có vật cản
➲ Chuẩn bị: Hai ống nhựa giống nhau (dài khoảng 60 - 80 cm, đường kính 60 mm), tấm gỗ, một số vật cản có kích cỡ gần bằng nhau: quyển sách, tấm xốp, tấm kính mờ, tấm thảm nhựa.
➲ Tiến hành thí nghiệm:
- Bước 1: Bố trí hai ống nhựa, quyển sách và tấm gỗ lên mặt bàn như Hình 14.1. Điều chỉnh hai trục ống nhựa cùng hướng vào điểm N tại bề mặt quyển sách và hai ống tạo một góc như nhau so với tấm gỗ.
- Bước 2: Học sinh A nói nhỏ vào sát miệng ống nhựa 1, đồng thời học sinh B áp sát tai vào miệng ống nhựa 2 để lắng nghe.
- Bước 3: Thay quyển sách lần lượt bằng tấm xốp, tấm kính mờ, tấm thảm nhựa và lặp lại bước 2.
➲ Khi gặp vật cản, sóng âm bị phản xạ. Thông thường, những vật phản xạ âm tốt là vật cứng, có bề mặt nhẵn. Còn các vật mềm, xốp, bề mặt gồ ghề thì phản xạ âm kém.
👨👩👧👦 Thảo luận
1. Tiến hành thí nghiệm Hình 14.1 và thực hiện các yêu cầu sau:
a) Học sinh B áp tai vào miệng ống nhựa 2 có nghe được tiếng nói của bạn A không?
b) Mô tả đường truyền của sóng âm trong thí nghiệm.
c) Nêu nhận xét về sự truyền sóng âm khi có vật cản và khi không có vật cản.
d) Kết quả thí nghiệm có gì khác biệt khi thay quyển sách bằng tấm xốp, tấm kính mờ, tấm thảm nhựa?
a) Học sinh B áp tai vào ống nhựa có nghe được tiếng nói của bạn A.
b) Sóng âm được phát ra khi bạn A nói, nó truyền qua không khí bên trong ống nhựa 1 đến điểm N của vật cản rồi từ N phản xạ lại vào ống nhựa 2 mà bạn B đang áp tai vào, như vậy bạn B có thể nghe được âm do bạn A nói.
c) Sự truyền sóng âm khi có vật cản chậm hơn khi không có vật cản.
d) Khi thay quyển sách bằng tấm xốp và tấm thảm nhựa thì bạn B nghe được âm sẽ nhỏ hơn. Còn khi thay quyển sách bằng tấm kính mờ thì ta nghe được âm rõ và to hơn.
👨👩👧👦 Thảo luận
2. Hãy chỉ ra những vật phản xạ âm tốt và những vật phản xạ âm kém trong Hình 14.2.
- Vật phản xạ âm tốt: gạch men, cửa kính.
- Vật phản xạ âm kém: tấm xốp, thảm len.
✍️ Ghi nhớ
• Sóng âm phản xạ khi gặp vật cản.
• Các vật cứng, bề mặt nhẵn phản xạ âm tốt.
• Các vật mềm, xốp, bề mặt gồ ghề phản xạ âm kém.
2. MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG VỀ SÓNG ÂM
2.1. Tìm hiểu sự hình thành tiếng vang
- Sóng âm dội lại khi gặp vật cản được gọi là âm phản xạ.
- Đứng trong một hang động lớn, nếu nói to thì sau đó em sẽ nghe được tiếng nói của mình vọng lại, đó gọi là tiếng vang.
- Trên thực tế, ta chỉ nghe được tiếng vang khi âm phản xạ nghe được chậm hơn âm truyền trực tiếp đến tai ta ít nhất là giây.
👨👩👧👦 Thảo luận
3. Nêu một số ví dụ về tiếng vang em từng nghe được trong thực tế.
Ví dụ về tiếng vang em từng được nghe trong thực tế như:
- Khi nói vào giếng sâu, do khi nói âm thanh truyền đáy giếng rồi phản xạ lại.
- Khi nói trong hang động, do khi nói âm thanh truyền đến các vách đá trong hang động rồi phản xạ lại.
- Khi nói trong phòng rộng, ít đồ vật, do khi nói âm thanh truyền đến cuối phòng gặp tường rồi phản xạ lại.
📝 Củng cố
Một người phải đứng cách một vách đá ít nhất bao nhiêu mét để có thể nghe được tiếng vang của mình khi hét to? Biết tốc độ truyền âm trong không khí ở điều kiện thường là 343 m/s.
- Trong thực tế, ta chỉ nghe được tiếng vang khi âm phản xạ nghe được chậm hơn âm truyền trực tiếp đến tai ta ít nhất là t = s.
- Lại có, tốc độ truyền âm trong không khí ở điều kiện thường là v = 343 m/s.
Vậy một người phải đứng cách một vách đá ít nhất số mét để có thể nghe được tiếng vang của mình khi hét to là: .
♻️ Vận dụng
Vì sao bề mặt các bức tường bên trong phòng thu âm chuyên nghiệp (hình bên dưới) thường được dán các miếng xốp mềm có gai và sần sùi?
Bề mặt các bức tường bên trong phòng thu âm chuyên nghiệp thường được dán các miếng xốp mềm có gai và sần sùi vì:
- Những vật liệu trên có tác dụng hấp thụ âm phản xạ, hạn chế tối đa tiếng vang.
- Ngoài ra vật liệu trên còn có tác dụng cách âm giúp phòng thu âm yên tĩnh, tránh tạp âm, tiếng ồn làm ảnh hưởng đến kết quả bản thu.
- Âm thanh phát ra từ phòng thu rất lớn nên cần ngăn chặn chúng lọt ra bên ngoài làm phiền người khác.
📖 Mở rộng
Một số loài động vật như cá voi, cá heo, dơi có thể phát ra và cảm nhận siêu âm để liên lạc và xác định vị trí các đối tượng xung quanh. Người ta còn sử dụng sự phản xạ của âm để đo độ sâu của biển.
✍️ Ghi nhớ
Tiếng vang hình thành khi âm phản xạ nghe được chậm hơn âm truyền trực tiếp đến tai ít nhất là giây.
2.2. Tìm hiểu về ô nhiễm tiếng ồn
- Tiếng ồn gây ô nhiễm là những tiếng ồn to và kéo dài, gây tác động xấu đến sức khoẻ và hoạt động bình thường của con người. Ô nhiễm tiếng ồn còn tác động xấu đến thế giới động vật.
- Để chống ô nhiễm tiếng ồn, người ta thực hiện một số nhóm biện pháp như sau:
• Tác động vào nguồn âm (giảm độ to của nguồn âm, cấm bóp còi, ...).
• Làm phân tán âm trên đường truyền của nó, tức là làm cho âm phản xạ ra nhiều hướng khác nhau.
• Ngăn chặn đường truyền âm bằng cách sử dụng vật liệu cách âm.
👨👩👧👦 Thảo luận
4. Nêu các loại tiếng ồn được minh hoạ trong Hình 14.4.
Các loại tiếng ồn được minh họa trong Hình 14.4:
- Tiếng ồn từ phương tiện giao thông: tiếng còi xe, tiếng động cơ ô tô, ...
- Tiếng ồn từ các cửa hàng: cửa hàng kinh doanh nhạc cụ, ...
- Tiếng ồn từ công trình xây dựng: máy khoan bê tông, ...
👨👩👧👦 Thảo luận
5. Nêu một số tác hại của tiếng ồn đối với sức khoẻ và các hoạt động thường ngày của chúng ta.
Tác hại của ô nhiễm tiếng ồn đối với sức khỏe và các hoạt động thường ngày của chúng ta như:
- Não bị tổn thương và suy giảm thính giác.
- Tăng nguy cơ mắc các bệnh về tim, mạch.
- Rối loạn tâm lý.
- Giảm chất lượng giấc ngủ.
- Ảnh hưởng đến giao tiếp.
- Suy giảm nhận thức ở trẻ em.
- Suy giảm chất lượng học tập và làm việc.
👨👩👧👦 Thảo luận
6. Hình 14.5 gợi ý một số biện pháp chống ô nhiễm tiếng ồn.
a) Hãy phân loại các biện pháp này theo từng nhóm tương ứng.
b) Nêu thêm một số biện pháp chống ô nhiễm tiếng ồn thuộc mỗi nhóm.
a) Ta có thể phân loại các biện pháp chống ô nhiễm tiếng ồn từ Hình 14.5 vào các nhóm biện pháp như sau:
- Giảm độ to của âm: Đi nhẹ - nói khẽ.
- Làm phân tán âm trên đường truyền: Trồng nhiều cây xanh.
- Ngăn chặn đường truyền âm bằng cách sử dụng vật liệu cách âm: Sử dụng cửa kính hai lớp.
b) Một số biện pháp chống ô nhiễm tiếng ồn khác thuộc mỗi nhóm như:
- Giảm độ to của âm: Treo biển “Cấm sử dụng còi” tại những tuyến đường gần bệnh viện, trường học; hạn chế sử dụng các phương tiện giao thông cá nhân bằng cách tăng cường sử dụng các phương tiện giao thông công cộng, …
- Làm phân tán âm trên đường truyền: Xây tường ngăn cách, xây hàng rào xung quanh nhà ở, văn phòng, …
- Ngăn chặn đường truyền âm bằng cách sử dụng vật liệu cách âm: Làm trần thạch cao, sử dụng đồ nội thất bằng gỗ trong gia đình, thiết kế tường bằng các vật liệu cách âm: gạch cách âm, xốp, ...
✍️ Ghi nhớ
• Ô nhiễm tiếng ồn xảy ra khi tiếng ồn to và kéo dài, gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ và hoạt động của con người.
• Các biện pháp chống ô nhiễm tiếng ồn là: tác động vào nguồn âm, phân tán âm trên đường truyền, ngăn chặn sự truyền âm.
BÀI TẬP
✍️ Bài tập
1. Nếu vỗ tay hoặc nói to trong một căn phòng lớn và trống trải thì chúng ta nghe được tiếng vang. Tuy nhiên, cũng chính căn phòng đó, khi đã trang bị nhiều đồ đạc, nếu vỗ tay hoặc nói to thì chúng ta không còn nghe được tiếng vang nữa. Giải thích.
Ta có thể giải thích như sau:
- Trước khi sắp xếp đồ đạc, tiếng vỗ tay hoặc tiếng nói sẽ bị các bức tường phản xạ lại và truyền đến tai chúng ta tạo thành tiếng vang truyền tới tai ta sau âm thanh phát ra ban đầu.
- Khi căn phòng được trang bị nhiều đồ đạc, các đồ đạc này sẽ hấp thụ hoặc có phản xạ lại âm thanh nhưng rất ít không đủ độ to để chúng ta có thể cảm nhận thấy. Vì thế, chúng ta chỉ có thể nghe thấy âm thanh mình phát ra mà không nghe thấy tiếng vang.
✍️ Bài tập
2. Cho các vật sau: sàn gỗ, thảm cỏ, hàng cây, tường bê tông, rèm nhung, bảng mica, tấm thép. Vật nào phản xạ âm tốt? Vật nào phản xạ âm kém?
- Vật phản xạ âm tốt: sàn gỗ, tường bê tông, bảng mica, tấm thép.
- Vật phản xạ âm kém: thảm cỏ, hàng cây, rèm nhung.
✍️ Bài tập
3. Giả sử nhà em ở ven quốc lộ và trong một thị trấn đông đúc. Hãy đề xuất một số biện pháp phòng chống tiếng ồn có thể thực hiện được cho nhà em.
Một số biện pháp phòng chống tiếng ồn đề xuất:
- Sử dụng kính 2 lớp, đồ nội thất bằng gỗ, ... để hạn chế tiếng ồn.
- Xây dụng tường cao, hàng rào xung quanh nhà.
- Trồng nhiều cây xanh xung quanh nhà, bên trong nhà có thể trang trí một số chậu cây vừa đủ, trồng thảm cỏ trước sân nhà.
- Treo biển "Vui lòng giữ trật tự" đặt trước cửa để nhắc nhở mọi người không làm ồn quanh khu vực nhà mình.
- Làm tường cách âm: trang trí bằng thạch cao hoặc xốp cách âm.
