Điều kiện để có tiếng vang là gì? Vật lý lớp 7

Điều kiện để có tiếng vang là gì? Vật lý lớp 7
1. Thế nào là tiếng vang?
Tiếng vang, còn được gọi là phản âm hoặc hồi thanh, là hiện tượng phản xạ
của âm thanh khi nó đến đến tai người nghe sau một khoảng thời gian chậm
trễ so với âm thanh gốc. Thời gian chậm trễ này tỉ lệ thuận với khoảng cách
giữa nguồn âm và bề mặt phản chiếu đến tai người nghe. Ví dụ minh họa
điển hình là khi âm thanh từ nguồn được phản xạ từ đáy giếng, tòa nhà, hoặc
các bức tường trong một căn phòng kín và tạo ra hiệu ứng tiếng vang.
Tiếng vang thường là một âm phản chiếu duy nhất của nguồn âm thanh, và
chúng thường xuất hiện khi âm thanh truyền qua các không gian có mặt chắn
âm thanh, như hang động, vách núi, hay trong các căn phòng trống. Để có
hiện tượng tiếng vang, âm thanh sau khi truyền đi cần gặp mặt chắn, và việc
này được xem xét khi âm thanh gặp mặt các vách chắn và vang vọng lại.
Trong môi trường không có mặt chắn âm thanh, như khi chúng ta trò chuyện
trong lớp học, không xảy ra hiện tượng phản xạ của âm thanh.
Trong thực tế, chúng ta thường gặp phản xạ tiếng vang trong các không gian
như hang động, vách núi, và cả trong các căn phòng trống. Điều này là do sự
xuất hiện của mặt chắn âm thanh, thường là các vách đứng, giúp âm thanh
vang vọng và tạo ra hiệu ứng tiếng vang. Các nghiên cứu của các nhà vật lý
học cho thấy rằng âm thanh phản xạ mà chúng ta nghe được sau khoảng
1/15 giây từ thời điểm âm thanh gốc được phát ra được xem xét là tiếng vang,
trong khi những âm thanh phản xạ nhanh hơn không được xem xét là tiếng
vang. Hiểu rõ về cơ chế này giúp chúng ta giải thích hiện tượng tiếng vang
trong cuộc sống hàng ngày.
2. Điều kiện để có tiếng vang
Tiếng vang là hiện tượng âm phản xạ mà chúng ta có thể nghe được khi có
sự chậm trễ ít nhất 1/15 giây sau âm thanh trực tiếp ban đầu. Điều này xuất
phát từ sự phản xạ của âm thanh đến tai người nghe, với thời gian chậm trễ
tỷ lệ thuận với khoảng cách từ nguồn âm đến bề mặt phản chiếu.
Tai người không thể phân biệt tiếng vang nếu độ trễ này ít hơn 1/15 giây. Vận
tốc di chuyển của âm thanh trong không khí khô là khoảng 343 m/s ở nhiệt độ
25 °C, nên vật phản xạ cần phải nằm cách xa hơn 17.2m so với nguồn âm để
tiếng vọng trở nên rõ ràng. Trong tự nhiên, các bức tường của hẻm núi hoặc
vách đá hướng ra mặt nước thường là những mặt chắn tự nhiên phổ biến tạo
ra tiếng vang. Bề mặt của vật càng nhẵn, như bức tường phẳng lỳ, vách đá
đứng, mặt gương, mặt đá hoa, càng tốt trong việc phản xạ âm thanh. Những
ngôi nhà mới xây thường có xu hướng tạo ra tiếng vang do âm thanh không
bị cản trở trong không khí, phản xạ từ các bề mặt và truyền đến tai người
nghe. Tuy nhiên, những căn nhà đã xây xong với đồ đạc có thể hấp thu âm
thanh tốt hơn, giảm khả năng phản xạ và tạo ra tiếng vọng.
Ngược lại, các vật có bề mặt xù xì hoặc gồ ghề thường phản xạ âm kém hơn,
được gọi là vật cách âm hay vật hấp thụ âm thanh. Bề mặt như miếng xốp,
áo len, ghế đệm mút, cao su không phản xạ lại âm thanh, làm cho âm thanh
truyền đi trở nên nhỏ hơn và không gây ra tiếng vang. Do đó, hiện tượng
tiếng vang phụ thuộc nhiều vào bề mặt của vật phản xạ âm thanh.
3. Ảnh hưởng của tiếng vang
Tiếng vang có thể tạo ra nhiều ảnh hưởng trong các môi trường khác nhau,
và đây là một số ảnh hưởng chính:
+ Tăng cường âm thanh: Trong một số trường hợp, tiếng vang có thể tăng
cường âm thanh chung trong một không gian. Điều này có thể làm cho âm
thanh trở nên mạnh mẽ hơn và dễ nghe hơn, đặc biệt là trong các không gian
lớn như hội trường, nhà hát, hay các căn phòng chưa đồ nội thất.
+ Gây rối và sự nhòe: Trong môi trường làm việc hoặc học tập, tiếng vang
nếu không kiểm soát được có thể tạo ra sự nhòe và làm giảm chất lượng của
âm thanh. Nếu có quá nhiều phản xạ âm thanh, người nghe có thể gặp khó
khăn trong việc hiểu rõ thông điệp hoặc nội dung được truyền đạt.
+ Tạo bối cảnh và không khí: Trong một số trường hợp, tiếng vang có thể
được sử dụng để tạo ra không khí và bối cảnh cho một không gian cụ thể.
Các kiến trúc sử dụng tiếng vang để tạo ra cảm giác sang trọng hoặc ấm
cúng, chẳng hạn như trong những nhà thờ hay những quán cà phê.
+ Tác động đến hiệu suất âm nhạc: Trong lĩnh vực âm nhạc, tiếng vang có
thể ảnh hưởng đến hiệu suất âm nhạc. Trong các phòng thu, việc kiểm soát
tiếng vang là quan trọng để đảm bảo rằng bản thu được làm trong môi trường
chất lượng và không bị ảnh hưởng bởi tiếng vang không mong muốn.
+ An toàn giao thông: Trong môi trường đô thị, tiếng vang từ xe cộ hoặc tín
hiệu cảnh báo có thể là quan trọng để bảo đảm an toàn giao thông. Tiếng
vang giúp người lái xe hay người đi bộ nhận biết vị trí và hướng di chuyển của các phương tiện.
+ Trải nghiệm trong giải trí: Trong ngành giải trí, tiếng vang có thể được sử
dụng để tạo ra các hiệu ứng âm thanh đặc biệt trong các bộ phim, trò chơi
điện tử, hay các buổi biểu diễn trực tiếp.
Kiểm soát tiếng vang là một khía cạnh quan trọng của thiết kế âm thanh và
kiến trúc nội thất, nhằm tối ưu hóa trải nghiệm âm thanh và đảm bảo không
gian được sử dụng một cách hiệu quả và thoải mái.
4. Một số câu hỏi vận dụng liên quan
Câu 1. Một người đứng cách vách đá 15 m và kêu to. Thông tin nào dưới đây là đúng?
A. Người ấy không nghe được tiếng vang
B. Người ấy nghe được tiếng vang rất nhỏ
C. Người ấy nghe được tiếng vang rất to
D. Hoàn toàn không có phản xạ âm Đáp án đúng là B Hướng dẫn giải:
Khi phát âm, âm sẽ truyền đến vách đá và phản xạ lại tai người đó. Thời gian
từ lúc phát âm đến khi âm phản xạ quay lại tai người đó là: T = 2.S: v = (2.15) : 340 = 3/34 (giây)
Vì 3/34 > 1/15 nên ta có thể nghe được tiếng vang.
Vì quãng đường truyền đi của âm không quá lớn nên tiếng vang sẽ to.
Câu 2. Khoảng cách từ nơi các chú bộ đội tập bắn súng đến ngọn núi đá
phía trước là 1,7 km. Hỏi khoảng thời gian kể từ ki bắn cho đến khi nghe
được tiếng vang là bao nhiêu? Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s. A. 7 giây B. 8 giây C. 9 giây D. 10 giây Đáp án đúng là D Hướng dẫn giải:
Âm thanh đi từ vị trí bắn súng, đến vách núi rồi phản xạ lại, quãng đường âm
đã đi được là: 2.S = 2.1,7 = 3,4 (km) = 3400 m
Thời gian kể từ ki bắn cho đến khi nghe được tiếng vang là T = 2S : v = 3400 : 340 = 10 (giây) Đáp án: 10 giây
Câu 3. Một người đứng cách bờ tường một khoảng nào đó, sau khi phát ra
một tín hiệu âm thanh sau 1,5s nghe tiếng vọng lại. Hãy tính khoảng cách từ
người đó đến bức tường. Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 340m/s. A. 150m B. 250m C. 255m D. 180m Hướng dẫn giải:
Quãng đường âm đi từ nguồn đến tường và phản xạ lại đến tai người nghe là: S = v.t = 340.1,5 = 510 m
Quãng đường âm đã đi là hai lần khoảng cách từ nguồn đến tường. Vậy
khoảng cách từ nguồn đến tường là: L = S : 2 = 510 : 2 = 255 m. Đáp án: 255 m
Câu 4. Tính khoảng cách tối thiểu kể từ nguồn âm đến vật cản để có thể cho
ta nghe được tiếng vang khi âm truyền trong không khí. Hướng dẫn giải:
Điều kiện để nghe được tiếng vang là thời gian từ khi nghe được âm trực tiếp
đến khi nghe được âm phản xạ ít nhất là 1/15 giây.
Mà vận tốc truyền âm trong không khí là 340 m/s.
Vậy quãng đường truyền âm trong trường hợp tối thiểu để có tiếng vang là: S = v.t = 340 .(1/15) = 22,7 (m)
Mà ta biết khoảng cách từ nguồn âm đến vật cản bằng một nửa quãng đường.
Cho nên khoảng cách tối thiểu cần tìm đó là: H = S : 2 = 22, 7 : 2 = 11, 35 (m) Đáp án: 11,35 m
Document Outline

• Điều kiện để có tiếng vang là gì? Vật lý lớp 7
  • 1. Thế nào là tiếng vang?
  • 2. Điều kiện để có tiếng vang
  • 3. Ảnh hưởng của tiếng vang
  • 4. Một số câu hỏi vận dụng liên quan