Âm thanh không thể truyền trong môi trường nào dưới đây?

1. Âm thanh không thể truyền qua môi trường nào dưới đây?

Âm không thể truyền trong môi trường nào dưới đây?

A. Khoảng chân khôn

B. Tường bê tông

C. Nước biể

D. Tầng khí quyển bao quanh trái đất.

Đáp án chính là A. Khoảng chân khôn

Giải thích

Vì âm thanh là sóng cơ học có phương truyền dọc nên nó truyền được trong môi trường vật chất đàn hồi (lỏng, rắn, khí). Khi nguồn âm thanh dao động sẽ làm cho các hạt cấu thành nên chất rắn, ánh sáng và chất khí ở gần nó cũng rung động. Những hạt này truyền rung động đến những hạt khác ở gần chúng, và cứ thế, những rung động đó truyền âm thanh ra xa. Trong môi trường chân không, khi các hạt dao động, khi một vật phát ra âm thanh thì không có hạt nào rung động nên âm thanh không thể truyền được.

Nếu bạn xem phim khoa học viễn tưởng, ngoài vụ trụ có các vụ nổ, va chạm, âm thanh sống động thì đó chính là kỹ năng bổ sung được tạo ra cho phim. Trong thực tế, các vụ nổ, va chạm đó diễn ra trong tình trạng câm lặng.

Ví dụ, khi chúng ta nói chuyện, giọng nói được truyền trong không khí nhưng âm thanh vẫn có thể được truyền trong chất rắn như là chất lỏng. Qua đo đạc, các nhà khoa học phát hiện ra rằng âm thanh truyền trong chất rắn và các chất mịn với tốc độ nhanh hơn nhiều so với trong không khí.

2. Âm thanh truyền trong môi trường nào thì nhanh hơn?

Chúng ta đã biết rằng âm thanh được truyền qua các phương tiện rắn, lỏng, khí. Vậy trong môi trường nào âm thanh sẽ truyền nhanh hơn?

Giải thích: Chúng ta nghe được âm thanh vì tai chúng ta tiếp tục nhận được sự rung động của các vật thể. Sự rung động của vật truyền trong môi trường, truyền đến tai, tạo nên sự dao động trong tai, sau đó truyền đến dây thần kinh thính giác, để con người nghe được âm thanh.

Thông thường khi chúng ta nói chuyện, giọng nói được truyền qua không khí. Tuy nhiên, âm thanh vẫn có thể truyền được chất rắn và chất lỏng. Thông qua các phép đo, các nhà khoa học phát hiện ra rằng âm thanh truyền trong chất rắn và chất lỏng có tốc độ nhanh hơn nhiều so với truyền trong không khí. Ở 0oC, tốc độ truyền âm trong không khí là 332m/s, tốc độ truyền âm trong nước là 1.450m/s, trong nước biển là 1.500m/s, trong thép là 5.050m/s, trong dung nham là 8.000m/s m/ giây.

Có thể kết luận: Tốc độ truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí

Tốc độ truyền âm có quan hệ với chất của môi trường, tỷ lệ thuận với với mô đun đàn hồi của môi trường trung gian và tỷ lệ nghịch với tỷ khối của môi trường trung gian. Chất rắn và chất lỏng có tỷ khối cao hơn không khí, lẽ ra tốc độ truyền trong môi trường này có thể chậm hơn trong không khí, nhưng do mô đun đàn hồi của chất rắn và chất lỏng lớn hơn của không khí nên vẫn giữ tốc độ nhanh hơn. Trong quá trình truyền âm thanh, các môi trường phân tử trung gian lần lượt dao động ở vị trí cân bằng. Nếu phân tử nào bị tách ra thì các phân tử xung quanh sẽ kéo nó về vị trí cân bằng. Nói cách khác, các phân tử của môi trường trung gian có khả năng chống lại vị trí dịch chuyển. Các phân tử khác nhau phản ứng với các mô-đun phục hồi khác nhau. Với môi trường trung gian có khả năng thì khả năng truyền tải cũng lớn.

Tuy nhiên, cũng có những trường hợp ngoại lệ, có một số chất rắn có mô đun đàn hồi rất nhỏ, có giới hạn như thủy lực khi tác dụng ngoại lực không thể khôi phục lại hình dạng ban đầu như sắt, thép nên âm thanh truyền đi trong chì chỉ có vận tốc 1200m/giây; hay cao su là dạng kết cấu nhiều lỗ và là kết cấu hóa học đặc thù nên vận tốc truyền càng nhỏ, chỉ là 62m/giây.

3. Tốc độ âm thanh được hiểu như thế nào?

Tốc độ của âm thanh là tốc độ truyền sóng âm trong môi trường. Trong các môi trường khác nhau, tốc độ truyền âm thanh là khác nhau và hoàn toàn phụ thuộc vào môi trường. Tốc độ truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng. Tốc độ truyền âm trong chất lỏng là lớn hơn trong chất khí.

Như vậy, tốc độ tùy theo môi trường sẽ tăng lên. Đơn vị đo tốc độ âm thanh là m/s

Ví dụ, trong không khí là 344m/s, nước là 1480m/s, gỗ mềm là 3350 m/s, thủy tinh là 5200 m/s, nhôm là 5150 m/

Theo đó, tốc độ của âm thanh trong không khí hoàn toàn không phụ thuộc vào tần số dao động, tức là nếu nó dao động 20 lần/s hoặc 20.000 lần/s thì tốc độ lan truyền là như nhau.

Khi tiến hành nghiên cứu về sự truyền âm, người ta rút ra một số nhận xét như sau

– Muốn nghe được âm thanh phát ra từ vật nào thì phải có phương tiện truyền âm

– Không khí càng loang thì âm thanh truyền đi càng gần

– Sự truyền âm thanh là sự truyền dao động âm.

Vận tốc truyền âm trong các môi trường thì thông thường sẽ được sắp xếp theo thứ tự tăng dần từ chất khí nhẹ đến chất rắn. Cụ thể, trong nước, sóng âm truyền đi 300 mét cứ sau 2 giây.

4. Bài tập vận dụng:

Câu hỏi 1: Âm thanh xung quanh được truyền đến tai nhờ môi trường nào?

Giải đáp:

Âm thanh xung quanh được truyền đến môi trường xung quanh. Chúng ta có thể đặt tai vào những môi trường khác nhau để lắng nghe âm thanh trong nước, không khí hoặc vật thể rắn. Thông thường, những âm thanh mà chúng ta nghe hàng ngày là những âm thanh được truyền đi trong môi trường không khí, chủ yếu qua các cuộc trò chuyện với nhau hoặc những tiếng động phát ra từ cuộc sống hàng ngày của chúng ta

Âm thanh không thể đến tai chúng ta qua môi trường chân không

Câu hỏi 2: Hẫy trả lời câu hỏi ” ngày xưa để phát hiện tiếng vó ngựa thì người ta thường áp tai xuống đất để nghe tại sao?”

Giải đáp

Người ta thường nói xưa kia, muốn phát hiện tiếng vó ngựa, người ta áp tai xuống đất để nghe tiếng động. Vậy thì tại sao họ lại thực hiện những hành động đó? Như chúng ta đã biết, tiếng vó ngựa là âm thanh phát ra từ bước chân của ngựa chạm đất. Đất là chất rắn nên môi trường truyền âm tốt hơn không khí nên tốc độ truyền âm trong không khí không kém gì trong chất rắn. Tương tự như vậy, khi áp tai xuống đất, chúng ta có thể nghe thấy những tiếng động ở khoảng cách xa mà tai đặt trên không không thể nghe được

Như vậy, áp tai xuống đất để nghe tiếng vó ngựa là hoàn toàn hợp lý và nó dựa trên nguyên lý tốc độ truyền âm trong không khí nhỏ hơn trong chất rắn.

Câu hỏi 3: Khi ở ngoài khoảng không hay còn gọi là chân không thì các nhà du hành vũ trụ họ có thể nói chuyện với nhau một cách bình thường trên mặt đất được hay không và giải thích rõ lý do

Giải đáp:

Khi ở ngoài khoảng không hay là chân không thì bản thân các phi hành gia không thể nói chuyện bình thường với nhau như đang ở trên mặt đất vì về bản chất, âm thanh là không thể nào có thể truyền qua chân không đến tai các nhà du hành vũ trụ được. Bởi vì âm thanh chỉ có thể truyền qua môi trường truyền âm như là chất lỏng, khí, rắn

Câu hỏi 4: Bạn hãy nếu một vài ví dụ chứng tỏ âm thanh có thể truyền qua môi trường lỏng?

Giải đáp

Ví dụ 1: Chúng ta hãy để ý, khi mà chúng ta bơi hay hoạt động dưới nước, chúng ta có thể nghe thấy sự chuyển động của nước, những âm thanh do chuyển động phát ra. Điều này có thể chứng minh rằng khi chúng ta nghe thấy những âm thanh nước này, âm thanh có thể truyền qua một môi trường lỏng.

Ví dụ 2: Người câu cá khi đánh cá thường chèo thuyền vòng vào mạn thuyền để phát ra âm thanh cho cá nghe để dìm cá vào lưới. Điều này chứng tỏ âm thanh có thể truyền qua môi trường nước để cá có thể lắng nghe những âm thanh mà ngư dân phát ra.