Một sóng âm thanh được đặc trưng bởi biên độ và tần số của nó. Hai âm thanh có thể được phân biệt với nhau bằng ba đặc điểm khác nhau sau đây:
Hai hình a và b tượng trưng cho sóng âm thanh. Cả hai đều có cùng tần số và dạng sóng nhưng biên độ của sóng âm trong hình a lớn hơn biên độ của sóng âm trong hình b. Độ to của âm phụ thuộc vào biên độ dao động. Biên độ lớn hơn có nghĩa là âm thanh to hơn và biên độ nhỏ hơn có nghĩa là âm thanh nhỏ hơn.
Ví dụ: Đánh nhẹ vào trống thì nghe âm nhỏ, đánh mạnh thì nghe âm to.
Mối quan hệ giữa độ to và biên độ của sóng: Độ to của âm tỉ lệ thuận với bình phương biên độ của sóng.
Độ to ∝ Biên độ2
Đo lường: Độ ồn được đo theo thang decibel. Độ to tối thiểu của âm thanh nghe được ở tần số 1 kHz được coi là mức âm thanh bằng 0 tính bằng decibel (0 dB). Nó được coi là mức tham chiếu. Khi độ to tăng lên 10 lần thì mức âm thanh được gọi là 10 decibel và khi độ to tăng lên 100 lần thì mức âm thanh là 20 dB. Khi âm lượng tăng gấp 1000 lần thì mức của nó là 30 dB. Giới hạn an toàn của mức âm thanh cho thính giác là từ 0 đến 80 dB. Âm thanh có mức 0 đến 30 dB mang lại hiệu ứng êm dịu. Tuy nhiên, việc liên tục nghe mức âm thanh trên 120 dB (thường gây khó chịu và có thể được coi là tiếng ồn) có thể gây đau đầu và gây hại ngay lập tức cho tai của bạn.
Đó là đặc điểm của âm thanh giúp phân biệt âm sắc nét hoặc chói tai với âm phẳng. Nó phụ thuộc vào số lần rung mỗi giây hoặc tần số. Mỗi nốt nhạc có một cao độ xác định. Nếu cao độ, âm thanh chói tai và nếu cao độ thấp, âm thanh phẳng. Hai nốt nhạc có cùng biên độ trên cùng một nhạc cụ sẽ khác nhau về cao độ khi dao động của chúng có tần số khác nhau.
Ví dụ : Trên cây đàn guitar, một sợi dây to, nặng sẽ dao động chậm và tạo ra âm trầm hoặc cao độ. Một dây mảnh hơn, nhẹ hơn sẽ rung nhanh hơn và tạo ra âm thanh hoặc cao độ. Trong trường hợp của sáo, một nốt thấp hơn có được bằng cách đóng nhiều lỗ hơn để chiều dài của cột không khí dao động tăng lên, do đó cao độ của âm thanh giảm xuống. Mặt khác, nếu mở nhiều lỗ hơn, chiều dài của cột không khí dao động sẽ giảm đi và do đó tạo ra cao độ cao hơn hoặc làm cho âm thanh chói tai.
Chất lượng là đặc điểm phân biệt hai âm thanh có cùng cao độ, cùng độ to. Dạng sóng của âm thanh là khác nhau đối với các nguồn âm thanh khác nhau ngay cả khi âm lượng và cao độ của chúng giống nhau. Chất lượng âm thanh giúp xác định đối tượng phát ra âm thanh được gọi là âm sắc. Ví dụ, chúng ta có thể dễ dàng xác định và phân biệt âm thanh từ tiếng vĩ cầm và tiếng piano, ngay cả khi chúng được chơi với cao độ, thời lượng và cường độ tương tự nhau.
Dạng sóng của âm thanh do âm thoa và đàn piano phát ra, cả hai đều có cùng cao độ và biên độ nhưng chúng có dạng sóng khác nhau.
đặc trưng | độ to | Sân bóng đá | Âm sắc hay Chất lượng |
Hệ số | biên độ | Tính thường xuyên | dạng sóng |
Thử nghiệm để bạn thử
Lấy một ống nghiệm có một ít nước trong đó như trong hình dưới đây.
Thổi không khí vào ống nghiệm bằng cách đặt môi vào miệng ống nghiệm. Bạn sẽ nghe thấy một âm thanh phẳng. Bây giờ thêm ngày càng nhiều nước vào ống nghiệm sao cho chiều dài của cột không khí trên mực nước giảm dần. Mỗi lần thổi không khí và nghe thấy âm thanh.
Bạn sẽ nhận thấy rằng âm thanh được tạo ra ngày càng chói tai hơn.
Suy luận: Cao độ tăng khi giảm chiều dài của cột không khí.