MỤC LỤC
Trang
1. Lời mở đầu.

2

1.1. Lí do chọn đề tài.

2

1.2. Mục đích nghiên cứu.

2

1.3. Đối tượng nghiên cứu.

2

1.4. Phương pháp nghiên cứu.

2

1.5. Những điểm mới của SKKN.

3

2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm.

3

2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.



1. Lời mở đầu:
1.1 lí do chọn đề tài.
Có thể nói, các bài toán liên quan đến sóng cơ, sóng âm nguồn âm là
những bài toán gây khá nhiều khó khăn cho những học sinh có mục tiêu đạt
điểm cao cho bài thi THPT môn vật lí. Những bài tập liên quan đến sóng âm và
nguồn âm tuy khó nhưng lại mang tính thực tiễn khá cao.
Đã nhiều sách và tài liệu viết về đề tài sóng âm và nguồn âm vì đây là
những bài tập thường xuất hiện trong đề tuyển sinh, đề thi THPT QG và cả đề
thi đại học. tuy vậy những tài liệu chỉ viết sơ sài và thiếu tính hệ thống hoặc
không làm tốt phần hướng dẫn phương pháp giải, phần liên hệ thực tế.
Chính vì thế tôi chọn đề tài "Rèn luyện kỹ năng giải bài tập và phát
huy tính sáng tạo của học sinh lớp 12 khi giải quyết bài toán liên quan đến
sóng âm và nguồn âm ". Với đề tài này tôi mong góp phần nâng cao chất lượng
học tập môn vật lí, phát huy tính chủ động, tư duy sáng tạo tăng sự hứng thú
cho học sinh khi học phần cơ học nói chung và phần sóng âm nói riêng.
1.2. Mục đích nghiên cứu.
Đưa ra được hệ thống lí thuyết, hệ thống bài tập, phương pháp giải,
phương pháp giải nhanh các bài tập phần sóng âm và nguồn âm.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
Các đặc trưng vật lí, các đặc trưng sinh lí của âm, các công thức liên
quan, kiến thức toán học liên quan hỗ trợ giả nhanh các bài tập của dang.
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
Sử dụng phương pháp xây dựng cơ sở lí thuyết. Tìm hiểu thiết kế bài tập.
Thu thập thông tin qua thái độm hứng thú học tập bằng phiếu khảo sát, thu nhận
kết quả bằng bài kiểm tra đánh giá thường xuyên.
1.5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm.
Bổ túc được phần toán học liên quan cho học sinh nhằm giúp học sinh
nhớ và vận dụng tốt kiến thức đã được học. Sau phần hướng dẫn phương pháp

hướng dẫn phương pháp, làm các bài tập ví dụ, còn phần bài tập vận dụng được
giao về nhà để các em tự luyện.
2.3.1. Bổ túc toán học phần số mũ, logarit, diện tích mặt cầu và diện tích
chỏm cầu cho học sinh.
+ ℓogax = b ⇒ x = ab
+ lg10x = x
+ a = lgx ⇒ x = 10a
+

a
lg = lga - lg b
b

3


+ lg ( a .b ) = lga + lgb
+ Diện tích mặt cầu: Smc = 4π R 2
+ Diện tích chỏm cầu:
S=2πRh
Từ hình vẽ hình ra ta thấy được:
h=R(1−cos300)
⇒ Scc = 2π R (1 − cosα )

2.3.2. Hệ thống lại kiến thức đã học.
Giúp học sinh hệ thống lại kiến thức đã học về sóng âm, các đặc trưng
sinh lí và đặc trưng vật lí của âm.
2.3.2.1. Khái niệm và đặc điểm
a. Khái niệm
Sóng âm là sự lan truyền các dao động cơ học trong các môi trường rắn, lỏng,

2
 I A = 4πR 2

I A  RB 
A

=
Cường độ âm tại hai điểm A, B được cho bởi 
→
I B  R A 
I = P
 B 4πRB2

Đơn vị: P (W), S (m2), I (W/m2).
c.Mức cường độ âm
I

công thức: L = log I , (đơn vị B) trong đó,
0

+ I là cường độ âm tại điểm cần tính,
+ I0 là cường độ âm chuẩn (âm ứng với tần số ƒ = 1000
Hz) có giá trị là I0 = 10 W/m2.
–12

Trong thực tế thì người ta thường sử dụng đơn vị nhỏ hơn Ben để tính mức
cường độ âm, đó là dexiBen (dB).
I

1B = 10dB → L = 10 log I dB.


Là đại lượng đặc trưng cho tính to hay nhỏ của âm, phụ thuộc vào tần số âm
và mức cường độ âm.
c) Âm sắc
Là đại lượng đặc trưng cho sắc thái riêng của âm, giúp ta có thể phân biệt
được hai âm có cùng độ cao.
Âm sắc phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động của âm (hay tần số và biên độ
âm).
2.3.2.4. Nhạc âm và tạp âm
* Nhạc âm là những âm có tần số xác định và đồ thị dao động là đường cong
hình sin.
* Tạp âm là những âm có tần số không xác định và đồ thị dao động là những
đường cong phức tạp.
2.3.2.5. Họa âm
Một âm khi phát ra được tổng hợp từ một âm cơ bản và các âm khác gọi là
họa âm.
Âm cơ bản có tần số ƒ1 còn các họa âm có tần số bằng bội số tương ứng với
âm cơ bản.
Họa âm bậc hai có tần số ƒ2 = 2ƒ1
Họa âm bậc ba có tần số ƒ3 = 3ƒ1…
Họa âm bậc n có tần số ƒn = n.ƒ1
→ Các họa âm lập thành một cấp số cộng với công sai d = ƒ1
2.3.3. Phân loại các bài tập.
Tôi chia bài tập phần sóng âm nguồn âm thành các dạng bài tập như sau:
Dạng 1: Âm truyền trong các môi trường khác nhau.
Dạng 2: Những bài toán liên quan đến cường độ và mức cường độ âm với
một nguồn âm.
Dạng 3: Những bài toán liên quan đến cường độ và mức cường độ âm với
nhiều nguồn âm.
Dạng 4:. Bài toán liên quan đến loa và nhạc lí.


1
⇒ ∆t = t2 − t1 = −

v2 v1
t = l
2

v2

* Ví dụ 1:
Một người dùng búa gõ vào đầu một thanh kim loại. Người thứ hai ở đầu kia
của thanh áp tai vào thanh nhôm và nghe được âm của tiếng gõ hai lần. Khoảng
thời gian giữa hai tiếng gõ là 0,12s. Biết chiều dài của thanh kim loại là 45m tốc
độ truyền âm trong không khí là 340m/s. Xác định tốc độ truyền âm trong thanh
kim loại.
* Hướng dẫn giải
Ta biết rằng vận tốc truyền âm trong không khí nhỏ hơn vận tốc truyền âm
trong kim loại.
∆t = tkk − tkl =
⇒ 0.12 =

l
l
−
vkk vkl

45 45
−
340 vkl

một nguồn âm.
*Phương pháp:
Mối liên hệ giữa cường độ âm mức cường độ âm, và khoảng cách.

P

2
 I A = 4πR 2

I A  RB 
A
⇒

=
I = = = ⇒
I B  R A 
I = P
 B 4πRB2
L = log
10 L =

I
I
I
10 log ( dB) ⇒ = 10 L
(B)
=
I0
I0
I0

( n + 1) RM = nRB + RA

⇒ ( n + 1) 10 − o ,5 LM = n10 −0.5 LB + 10 −0,5 LA [1]

0,5 L

 R : 10

Tuỳ theo giá trị của n, đề bài có thể yêu cầu xác định giá trị của LA , LB , LM .
Chúng ta dễ dàng xác định được các đại lượng khi dùng phương pháp nhẩm
nghiệm bằng máy tính.
Trường hợp đặc biệt là khi điểm M là trung điểm của AB khi đó n= 1,
công thức trở thành:
2.10−o ,5 LM = 10−0.5 LB + 10−0,5 LA

* Ví dụ 3: Một vật máy thu cách nguồn âm có công suất ℓà 30 W một khoảng
cách ℓà 5 m, biết I0 = 10-12 W/m2 . Hãy xác định tại đó giá trị
a. Cường độ âm.
b. mức cường độ âm.
* Hướng dẫn giải:
Ta có I = = = 0,095 W/m2
L = log

I
0, 095
= log −12 = 10,978 ( B ) = 109, 78 ( dB )
I0
10

* Ví dụ 4: Tại một vị trí, nếu cường độ âm ℓà I thì mức cường độ âm ℓà L, nếu


Từ nhận xét trên ta thấy mức cường độ âm tăng 20dB= 2B, nên cường độ âm
IA

tăng thêm 102 lần vậy tỉ số I = 102= 100.
B
* Ví dụ 6: Tại hai điểm A và B trên phương truyền sóng, khoảng cách từ nguồn
đến A ℓà 1m và có cường độ âm ℓà I A = 10-2 W/m2. Hỏi tại điểm B cách nguồn
100 m thì có cường độ âm ℓà bao nhiêu?
* Hướng dẫn giải:
I A RB2
RA2
1
= 2 ⇒ I B = I A . 2 = 10−2.
= 10−6 W / m 2 .
2
I B RA
RB
100

*Nhận xét: Đây là bài toán cho biết khoảng cách và cường độ tại một điểm tìm
cường độ âm tại điểm kia. Còn nếu cho khoảng cách từ hai điểm đến nguồn và
mức cường độ âm tại một điểm yêu cầu xác định mức cường độ âm tại điểm còn
lại.
* Ví dụ 7: Tại hai điểm A và B trên phương truyền sóng có khoảng cách đến
nguồn ℓần ℓượt ℓà 1 m và 100 m. Biết mức cường độ âm tại A ℓà 70 dB. Hỏi
mức cường độ âm tại B ℓà bao nhiểu:
* Hướng dẫn giải:

 IB 

 I A = 4πR 2
P

I A  RB 
A

=
Từ I =
ta được 
→
4πR 2
I B  R A 
I = P
 B 4πRB2

10


IA

L
=
10
log
A
2
2

I0
IA


2


 = 10log50,52


→ LM = 60 - 10log50,52 ≈ 25,93 dB.

Ta cũng có thể giải nhanh như sau: Do M là trung điểm của AB
2.10−o ,5 LM = 10 −0.5 LB +10 −0,5 LA

⇒ LM ≈ 2,593B=25,93dB.

*Nhận xét: Đây là trường hợp đặc biệt khi M là trung điểm của AB, đề có thể ra
dưới dạng tổng quát hơn.
* Ví dụ 9: Bốn điểm O, A, B, M cùng nằm trên một nửa đường thẳng xuất phát
từ O. Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng trong không gian,
môi trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại A là 60 dB, tại B là 20 dB.
Mức cường độ âm tại điểm M là bao nhiêu? Biết rằng M nằm giữa AB và
AM= 4MB. [1]
* Hướng dẫn giải:

( n + 1) .10− o,5 L

M

= n10−0.5 LB + 10−0,5 LA . Trong đó n =

AM

âm 30dB thì số nguồn âm giống các nguồn âm trên cần đặt thêm tại O bằng bao
nhiêu? [2]
* Hướng dẫn giải:
M là trung điểm của OA nên

RA2
=4
RM2

Mức cường độ âm tại M cao hơn tại A
∆L = LM − LA = 30dB − 20dB = 10dB = 1B
⇒ Cường độ âm tại M cao hơn tại A 101 =10 lần
P0
I
4π R 2 M n2 RA2
⇒ M = 10 =
=
P0
IA
n1 RM2
n1
4π R 2 A
n2

⇒ n2 =

10.n1.RM2 10.2
=
= 5.
RA2

IN
OM
=
= 102 ⇒ OM= 10.ON = 100 m ⇒ MN = 90 m
2
IM
ON
2

Từ M đến N thiết bị chuyển động theo hai giai đoạn: Bắt đầu chuyển động
nhanh dần đều sau đó chuyển động chậm dần đều dừng lại tại N với độ lớn gia
tốc như nhau. Thời gian chuyển động nhanh và chuyển động chậm dần đều
bằng nhau t1 = t2
và quãng đường S1 = S2 =

MN
= 45m
2

Thời gian thiết bị đó chuyển động từ M đến N:
t = 2t1 = 2

2 S1
90
=2
= 2.15 = 30s.
a
4

*Nhận xét: Đây là một câu vận dụng cao yêu cầu học sinh không chỉ nắm bắt


f La12

⇒

fSol =

12
= 2.2 f Sol

f La
12

4

=

440
12

4

= 392Hz

3. Một số bài tập vận dụng.
Bài 1. Tại sao khi mắt nhìn thấy tia sét nhưng mãi một thời gian sau đó mới
nghe thấy tiếng sấm? Nếu khoảng thời gian từ khi nhìn thấy tiếng sét đến khi
nghe thấy tiếng sấm là 1 phút thì khoảng cách từ nơi sét đánh đến người quan sát
là bao nhiêu? Biết vận tốc truyền âm trong không khí là v = 340 ( m / s ) .
ĐS: 20,4km

b. Tính cường độ âm và mức cường độ âm của âm đó tại B nằm trên
đường OA và cách O một đoạn OB = 10m. Coi môi trường không hấp thụ âm.
c. Giả sử nguồn âm và môi trường truyền âm đều đẳng hướng. Tính công
suất phát âm của nguồn âm O.
ĐS: a. I A = 10−3 W / m 2 , b . I B = 10−5 W / m 2 LB = 70 ( dB ) , , c. P = 4π .10−3 W .
Bài 7. Một người đứng cách một cái loa khoảng 30m, trước loa nghe được âm ở
mức cường độ khoảng 70dB. Cho rằng: loa có dạng một hình nón có nửa góc ở
đỉnh là 300; Cho biết cường độ âm chuẩn là I 0 = 10 – 12W/m2. Bỏ qua sự hấp thụ
âm của không khí. Tính công suất phát âm của loa?
ĐS: P = 7,57.10−3 W .
Bài 8. Một loa điện động có công suất 100W coi như một nguồn điểm, Biết âm
truyền đẳng hướng.
a. Xác định cường độ âm tại vị trí cách loa 4m
b. Nếu miệng loa hình nón có góc ở đỉnh bằng 900, Xác định cường độ
âm tại điểm trước loa, cách loa 2m.
ĐS. a. I = 0, 4976W/m 2 , b. I = 13,59W/m 2 .
Bài 9. Trên một đường thẳng cố định trong môi trường đẳng hướng, không hấp
thụ âm và phản xạ âm, một máy thu ở cách nguồn âm một khoảng d thu được
âm có mức cường độ âm là L, khi dịch chuyển máy thu ra xa nguồn thêm 9m thì
mức cường độ âm thu được là L -20 (dB). Khoảng cách d là bao nhiêu?
ĐS: d = 1m .
Bài 10. Ba điểm A, O, B cùng nằm trên đường thẳng. Với A, B khác phía so với
O. Tại O đặt một nguồn điểm phát sóng âm đẳng hướng ra không gian, môi
trường không hấp thụ âm. Mức cường độ âm tại A là 100 dB, tại B là 86 dB.
15


Mức cường độ âm tại trung điểm M của đoạn AB là bao nhiêu?
ĐS: LM = 94, 4dB .
Bài 11. Tại điểm O trong môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm, có 2

Học sinh được làm các bài tập từ đơn giản đến phức tạp từ khó đến dễ sẽ
chắc chắn về kiến thức, phương pháp dẫn đến đam mê.
Qua quá trình giảng dạy, theo dõi các năm và so sánh ở những lớp cùng
khoá học theo phương pháp trên và không học theo phương pháp trên. Tôi nhận
thấy kết quả thông qua kiểm tra, đánh giá như sau:

TT Mức độ

Dạy không theo phương pháp

Dạy theo phương pháp

1

Khá, giỏi

32%

55%

2

TB

52%

34%

3


thiếu sót. Vì vậy, tôi mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ các quý thầy cô
đồng nghiệp, để kinh nghiệm của tôi được hoàn thiện và thực sự mang lại hiệu
quả.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tĩnh gia, ngày 15 tháng 05năm 2017
Người thực hiện

Lê Trung Tính

18


NHẬN XÉT CỦA THỦ TRƯỞNG
ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 15 tháng 05 năm 2017
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác.

Lê Trung Tính

19