Âm thanh và các đặc điểm chính ảnh hưởng đến khả năng nghe

Chúng ta nghe thấy âm thanh bất cứ khi nào chúng ta nói chuyện, nghe nhạc hoặc chơi bất kỳ nhạc cụ nào, v.v. Nhưng bạn có bao giờ tự hỏi âm thanh đó là gì và nó được tạo ra như thế nào không? Hoặc tại sao chúng ta nghe thấy giọng nói của chính mình khi chúng ta hét lớn trong một căn phòng trống lớn? Chúng ta có thể nghe thấy những âm thanh nào? Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm thấy câu trả lời cho tất cả những câu hỏi này.

Âm thanh là gì?

Âm thanh là sự rung động lan truyền hoặc di chuyển qua bất kỳ môi trường nào dưới dạng sóng cơ học. Môi trường mà sóng lan truyền hoặc di chuyển có thể là môi trường rắn, môi trường lỏng hoặc môi trường khí. Âm thanh di chuyển nhanh nhất trong môi trường rắn, tương đối chậm hơn chất rắn trong chất lỏng và chậm nhất trong ba môi trường khí. Nói cách khác, bất kỳ rung động nào lan truyền dưới dạng sóng áp suất có thể nghe được hoặc có thể nghe được, qua môi trường như khí, lỏng hoặc rắn.

Nó cũng được định nghĩa là sự tiếp nhận sóng áp suất âm thanh và nhận thức hoặc quan sát và diễn giải của não.

Sóng âm cũng là mô hình nhiễu loạn do năng lượng di chuyển ra xa nguồn âm gây ra. Sóng âm cũng được gọi là sóng dọc. Nghĩa là sự lan truyền rung động của các hạt có phần song song với hướng lan truyền của sóng năng lượng. Các vùng áp suất cao và áp suất thấp này được gọi tương ứng là nén và loãng.

Các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến đặc điểm âm thanh

Sóng âm do đàn guitar tạo ra khác với âm thanh do trống tạo ra. Lý do là sóng âm do các nguồn khác nhau tạo ra có các đặc điểm khác nhau. Âm thanh cũng có thể được đặc trưng bởi tần số, bước sóng và biên độ của nó.

Chu kỳ sóng âm thanh

Chu kỳ của sóng âm thanh theo định nghĩa là thời gian ngắn nhất mà một cầu trúc sóng lặp lại tại một điểm. 

Chu kỳ sóng ký hiệu là T, đơn vị giây (s)

Tần số âm thanh

Tần số f của sóng âm thanh, hay số đỉnh sóng âm thanh đi qua một điểm trong một đơn vị thời gian, là nghịch đảo của chu kỳ sóng.

f =1/T

• f = tần số của sóng âm (Hz)

• T = chu kỳ thời gian (s)

Bước sóng âm thanh

Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha hay khoảng cách giữa hai đỉnh sóng (điểm mà sóng đạt giá trị lớn nhất), hoặc tổng quát là giữa hai cấu trúc lặp lại của sóng, tại một thời điểm nhất định. 

Và bước sóng được ký hiệu bằng chữ Hy Lạp lambda (λ)

λ = v/f

• f = tần số của sóng âm (Hz)

• v = vận tốc của sóng âm (m/s)

Biên độ âm thanh

Biên độ âm thanh được gọi là độ lớn của nhiễu động cực đại trong sóng âm. Biên độ cũng được gọi là thước đo năng lượng. Biên độ càng cao thì năng lượng trong sóng âm càng cao. Con người chỉ có thể nghe được một dải tần số hạn chế của sóng âm. Các nhà vật lý phát hiện ra rằng phổ tần số âm thanh của tai người nằm trong khoảng từ 20 Hz đến 20.000 Hz.

Tốc độ âm thanh

Tốc độ hoặc vận tốc mà sóng âm lan truyền hoặc di chuyển qua một môi trường được gọi là tốc độ âm thanh. Tốc độ âm thanh khác nhau đối với các môi trường khác nhau. Tốc độ âm thanh lớn nhất ở chất rắn vì các nguyên tử trong chất rắn bị nén rất nhiều trong khi ở chất khí thì nhỏ nhất vì cùng lý do nén phân tử nên nhỏ nhất trong chất rắn. 

Công thức tính tốc độ sóng âm là:

v = λ*f

• v = vận tốc của sóng âm  (m/s)

• λ = bước sóng của sóng âm

• f = tần số của sóng âm  (Hz)

Âm thanh nào con người có thể nghe được

Tai người có thể dễ dàng phát hiện hoặc cảm nhận được tần số nằm trong khoảng từ 20 Hz đến 20 kHz. Do đó, sóng âm có tần số trong khoảng từ 20 Hz đến 20 kHz được gọi là âm thanh có thể nghe được. 

Tai người nhạy cảm với mọi chênh lệch áp suất nhỏ xảy ra trong không khí nếu chúng nằm trong dải tần số có thể nghe được. Chúng có thể phát hiện ra chênh lệch áp suất nhỏ hơn một phần tỷ áp suất khí quyển. 

Khi chúng ta lớn lên và tiếp xúc với bất kỳ âm thanh nào trong thời gian dài hơn, tai của chúng ta sẽ bị suy yếu hoặc bị tổn thương và giới hạn trên của tần số có thể nghe được sẽ giảm xuống. Đối với một người trung niên bình thường, tần số cao nhất mà họ có thể nghe được là 12-14 kHz.

Mỗi người đều có khả năng nghe khác nhau, có người nghe được từ 20Hz tới 20kHz có người thì chỉ nghe được từ 200Hz tới 10kHz. Khả năng này do tiếp xúc môi trường hoặc do bẩm sinh. Gọi là khả năng thẩm âm

Âm thanh nào con người không thể nghe được

Tai người không thể phát hiện hoặc cảm nhận được tần số âm thanh nhỏ hơn 20 lần rung động mỗi giây tức là 20 Hz. Do đó, bất kỳ sóng âm nào dưới tần số này đều không nghe được đối với con người. Cũng trong phạm vi tần số cao, tai người không thể phát hiện hoặc cảm nhận được tần số nằm trên 20.000 lần rung động mỗi giây (20 kHz) và biên độ của sóng âm sẽ phụ thuộc vào độ to của nó. 

Do đó, các tần số nằm dưới 20 Hz và trên 20 kHz nằm trong phạm vi tần số không nghe được. 

Âm thanh tần số thấp mà tai người không thể cảm nhận hoặc phát hiện được cũng được gọi là âm thanh hạ âm. Ngoài ra, tần số không nghe được ở phạm vi cao hơn cũng được gọi là âm thanh siêu âm.

Xem thêm bài viết:

• Âm thanh Hạ âm: https://itcvietnam.net/article-191-am-thanh-ha-am-am-thanh-tan-so-thap-la-gi-va-ung-dung-nhu-the-nao.html

• Âm thanh Siêu âm: https://itcvietnam.net/article-192-am-thanh-sieu-am-am-thanh-tan-so-cao-la-gi-va-ung-dung-nhu-the-nao.html

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự lan truyền của sóng âm

Mật độ của môi trường: Để âm thanh truyền đi trong môi trường, cần có bất kỳ môi trường nào và mật độ của môi trường được coi là một trong những yếu tố mà tốc độ của nó phụ thuộc vào. Bất cứ khi nào môi trường đặc hơn, các phân tử của môi trường được đóng gói chặt chẽ với nhau, có nghĩa là sóng âm truyền đi nhanh hơn. Do đó, tốc độ âm thanh được cảm nhận tăng lên khi mật độ của môi trường tiếp tục tăng.

Một yếu tố khác là nhiệt độ của môi trường nơi nó lan truyền: Nhiệt độ của môi trường được lấy và sóng âm tỷ lệ thuận hoặc phụ thuộc vào nhau. Do đó, khi chúng ta tăng nhiệt độ, tốc độ âm thanh cũng tăng theo tỷ lệ.

"Bài viết có tính chất tham khảo, bổ sung, chia sẻ kiển thúc và hỗ trợ... vui lòng tham khảo thêm các tài liệu khác và chúng tôi từ chối mọi Quyền Lợi - Trách Nhiệm liên quan đến sử dụng nội dung trong bài viết mà chưa được sự chấp thuận từ công ty bằng Văn Bản."

Nguồn: Tổng hợp kiến thức !