Sóng âm là gì?

Trước khi tìm hiểu Sóng âm trong không khí là sóng gì? chúng ta cần hiểu rõ khái niệm của sóng âm là gì?

Sóng âm là loại sóng cơ học lan truyền qua một chất liệu, như không khí, nước, hoặc các chất rắn. Đặc điểm của sóng âm là sự lan truyền của các biến động cơ học qua môi trường, tạo ra các biến đổi áp suất trong đó. Trong không khí, các biến động này thường là sự dao động của các phân tử khí. Sóng âm được tạo ra thông qua các quá trình rung động của nguồn phát như âm nhạc hoặc tiếng nói và lan truyền thông qua không gian cho phép chúng ta nghe được âm thanh.

Khái niệm sóng âm là gì?

Phân loại sóng âm

Sóng âm nghe được: Gây ra cảm giác thính giác ở tần số trong khoảng từ 16Hz đến 20000Hz. Đây là loại sóng âm mà tai của con người có thể cảm nhận được.

Sóng siêu âm: Không gây ra cảm giác thính giác ở người với tần số lớn hơn 20000Hz. Sóng siêu âm thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng y tế và công nghệ.

Sóng hạ âm: Không gây ra cảm giác thính giác ở người khi tần số nhỏ hơn 16Hz. Loại sóng này thường được gặp trong các tình huống như động đất hoặc các hiện tượng địa chấn.

Nhạc âm và tạp âm: Nhạc âm là âm cửa các nốt Đồ, Rê, và Mi, đây là các âm có thanh điệu nhất định và thường được sử dụng trong âm nhạc. Trong khi đó, tạp âm là khi có tần số không xác định của âm, chẳng hạn như tiếng ồn ào trên đường phố, tiếng chuông, hay tiếng kèn

Sóng âm trong không khí là sóng gì?

• Sóng âm trong không khí là sóng dọc. 
• Sóng âm trong môi trường lỏng là sóng dọc
• Sóng âm trong trong môi trường rắn gồm cả sóng dọc và sóng ngang

Sóng âm trong không khí là sóng gì? Sóng dọc

Những đặc trưng vật lý của sóng âm

Những đặc trưng vật lý của sóng âm thể hiện sự đa dạng và phong phú, phụ thuộc vào nguồn phát ra âm thanh. Điển hình rõ nhất là sự phân biệt giữa nhạc âm và tạp âm:

Tần số âm: Đây là tần số dao động của nguồn âm. Loại âm trầm thường có tần số nhỏ, trong khi âm cao có tần số lớn.

Cường độ âm: Sóng âm lan đến nơi nào sẽ làm cho phần tử môi trường dao động. Do đó, sóng âm mang theo năng lượng, và cường độ của âm thường được đo bằng đơn vị decibel (dB).

Trong khi đó, Sonar là một ứng dụng của sóng âm trong việc lan truyền âm thanh để tìm kiếm, liên lạc hoặc phát hiện các đối tượng ở phía đối diện. Ví dụ, dơi và cá heo thường sử dụng Sonar để tìm kiếm con mồi, trong khi tàu ngầm sử dụng nó để phát hiện các vật thể trôi nổi hoặc chìm sâu dưới đáy biển. Trong một số sách tiếng Việt, Sonar được dịch là "sóng âm phản xạ".

Công thức tính cường độ âm của sóng âm được biểu diễn như sau:

I = WS.t

Trong đó 

• I  là cường độ âm
• W là lượng năng lượng mà sóng âm truyền qua diện tích S trong thời gian t.
• S là diện tích qua đó sóng âm truyền.
• t là thời gian truyền sóng âm qua diện tích S
• Đơn vị cường độ âm là watt trên mét vuông, được ký hiệu là W/m2

Mức cường độ âm

Mức cường độ âm được xác định bằng cách sử dụng logarit thập phân của tỉ số giữa cường độ âm ở điểm cần đo và cường độ âm chuẩn:

L = lg (IIo) ( L là mức cường độ âm tại điểm đang xét, đơn vị ben (B))

Đặc trưng vật lý của sóng âm

Đặc trưng sinh lý

Đặc trưng sinh lý của âm bao gồm các yếu tố sau:

Độ cao: Điều này phụ thuộc vào tần số của âm và không phụ thuộc vào năng lượng của âm.

Độ to: Đây phụ thuộc vào cả tần số và mức cường độ của âm. Bao gồm:

Ngưỡng nghe: Là giá trị nhỏ nhất của cường độ âm mà tai có thể nghe thấy, và nó phụ thuộc vào tần số âm.

Ngưỡng đau: Là giá trị lớn nhất của cường độ âm mà tai cảm thấy đau, cũng phụ thuộc vào tần số âm.

Âm sắc: Đây là đặc trưng giúp chúng ta phân biệt các âm từ các nguồn khác nhau và có sự liên quan đến đồ thị dao động âm.

Tác hại của sóng âm có tần số cao

Sau khi đã biết được thông tin về Sóng âm trong không khí là sóng gì? chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu về các tác hại của nó.

Tác động của sóng âm có tần số cao đặc biệt là tiếng ồn có thể gây nhiều vấn đề đối với sức khỏe và sinh hoạt hàng ngày. Trong số các tác động này, tần số cao hơn 4000Hz, như tiếng còi xe và loa há đặc biệt đáng lo ngại. Những vấn đề mà chúng gây ra bao gồm:

• Gây khó chịu và giảm sự tập trung khi tiếp xúc thường xuyên.
• Gây tổn thương cho não bộ và suy giảm thính giác
• Tăng nguy cơ mắc các bệnh tim mạch.
• Có thể gây rối loạn tâm lý.
• Ảnh hưởng tiêu cực đến giấc ngủ và giao tiếp.

Không chỉ ảnh hưởng đến con người, các loại sóng âm có tần số cao cũng ảnh hưởng đến động vật bằng cách làm cho việc tìm kiếm thức ăn trở nên khó khăn hơn. Sự không hiệu quả trong săn mồi và kiếm ăn có thể dẫn đến tăng nguy cơ tử vong và mất cân bằng sinh học cho chúng.

Tác hại của sóng âm

Một số câu hỏi thường gặp về sóng âm

Môi trường nào mà sóng âm không thể truyền được?

Sóng âm có thể truyền qua các môi trường như rắn, lỏng và khí, nhưng không thể truyền qua môi trường chân không.

Sóng siêu âm là gì? Nó có hại không?

Sóng siêu âm là các sóng âm thanh có tần số cao hơn ngưỡng nghe của tai người, được sử dụng trong nhiều ứng dụng y khoa và công nghiệp. Mặc dù có nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại một số tác hại:

• Ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của nam giới khi tiếp xúc thường xuyên.
• Có thể gây ra vấn đề cho sức khỏe sinh sản của phụ nữ khi mang thai.
• Sóng siêu âm cũng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của thai nhi

Chúng ta đã tìm hiểu về khái niệm của sóng âm và  sóng âm trong không khí là sóng gì và tác hại của nó trong cuộc sống hàng ngày. Sóng âm không chỉ là một hiện tượng vật lý mà còn là một phần không thể thiếu của trải nghiệm âm nhạc và âm thanh xung quanh chúng ta. 

Linh Linh (tổng hợp)