Giáo án Vật lý Lớp 12 - Chương II: Sóng cơ và sóng âm - Tiết 20, Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm

MỤC TIÊU
Về kiến thức
TIẾT 20:ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA ÂM
o0o
Hiểu được các khái niệm: sóng âm, nguồn âm, âm nghe được, hạ âm, siêu âm.
Nêu được ví dụ về các môi trường truyền âm khác nhau
Hiểu được ba đặc trưng vật lý của âm là: tần số âm, cường độ âm, mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và họa âm.
Về kĩ năng
Vận dụng được công thức để giải bài toán đơn giản về âm.
Thái độ: Nghiêm túc, hứng thú trong học tập.
Năng lực hướng tới
a, Phẩm chất năng lực chung
Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm bản thân và cộng đồng
Năng lực chung: Năng lực tự học; năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán.
b, Năng lực chuyên biệt môn học
Năng lực sử dụng ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực thực hành, thí nghiệm
PHƯƠNG PHÁP-KĨ THUẬT
Phương pháp
PP dạy học Gợi mở - vấn đáp, PP thuyết trình, PP hoạt động nhóm, PP công tác độc lập
Kĩ thuật dạy học
Kĩ thật dặt câu hỏi, kĩ thuật XYZ
CHUẨN BỊ
Chuẩn bị của giáo viên:
Gíao án, tranh, ảnh trong SGK.
SGK, SGV, một số dụng cụ thí nghiệm
Giao một số câu hỏi trong bài học mới cho học sinh tìm hiểu trước ở nhà.
Chuẩn bị của học sinh:
Đọc trước bài học, tự tìm thông tin trong SGK sách tham khảo, mạng để trả lời các câu hỏi trong SGK và các câu hỏi giáo viên giao về nhà cho HS tiết trước.
CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
Ổn định lớp
Kiểm tra bài cũ
Bài mới
Họat động của giáo viên
Họat động của học sinh
Nội dung
HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)
Mục tiêu:	HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: Đặc trưng vật lý của âm
Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Gv cho học sinh nghe các âm thanh qua video:
- Tiếng nước chảy
- HS quan sát, nghe
TIẾT 20:ĐẶC
TRƯNG VẬT LÝ CỦA ÂM
Tiếng còi xe
Tiếng chuông nhà thờ
Sau giờ ra chơi
Sau giờ tan ca ngoài đường..
- Hằng ngày tai ta nghe được vô số các loại âm thanh êm tai có, chói tai có. Vậy âm thanh là gì và chúng có những đặc điểm vật lý gì ta sẽ tìm hểu thông qua bài “ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA SÓNG ÂM”
- Định hướng nội dung bài học
HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)
Mục tiêu: các khái niệm: sóng âm, nguồn âm, âm nghe được, hạ âm, siêu âm.
ví dụ về các môi trường truyền âm khác nhau
đặc trưng vật lý của âm là: tần số âm, cường độ âm, mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và họa âm.
Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan
Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
- Yêu cầu hs tự đưa ra định nghĩa âm (SGK)
- Mở rộng định nghĩa sóng âm.
- Gợi ý, hướng dẫn và giới thiệu cho hs nắm tần số âm là tần số sóng âm.
- Dùng âm thoa , đàn ghi ta làm nguồn âm để làm TN cho HS xem
-Yêu cầu hs trả lời C1 ?
-Nêu định nghĩa nguồn âm ?
- Cho hs đọc SGK trả lời các câu hỏi: Âm nghe được ? hạ âm ? siêu âm ?
Đoc SGK và trả lời câu hỏi của GV
Định	nghĩa	sóng	âm (SGK)
Tiếp thu
Quan sát TN của GV
Trả lời C1:
-Trong cây đàn sợi dây dao động phát ra âm
-Trong sáo thì cột không khí dao động phát ra âm
-Trong âm thoa thì 2 nhánh dao động phát ra âm.
-Định nghĩa nguồn âm( là các vật dao động phát ra âm)
Đọc SGK trả lời các câu
I- Âm. Nguồn âm
Âm là gì ? -Âm là những sóng âm truyền trong các môi trường rắn ,lỏng ,khí , khi đến tai gây cảm giác âm.
-Sóng âm là những sóng cơ học truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí .
-Tần số của sóng âm cũng là tần số âm.
Nguồn âm :
Là các vật dao động phát ra âm
f của âm phát ra = f dao động của nguồn âm.
3) Âm nghe được , hạ âm, siêu âm:
-Âm nghe được (âm thanh)là những âm có tác dụng gây ra
- Chốt lại vấn đề sau khi học sinh trả lời
hỏi của GV.
cảm giác âm. Có f từ 16 Hz đến 20.000Hz
-Hạ âm :	có f < 16Hz
-Siêu âm : có f > 20.000Hz
4 ) Sự truyền âm
Môi trường truyền âm :
-Âm truyền được qua các môi trường rắn, lỏng ,khí
-Âm không truyền được trong chân không .
Tốc độ âm :
-Tốc độ âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và khối lượng riêng, nhiệt độ của mội trường .
- Vrắn > Vlỏng > Vkhí
- Ghi nhận xét và kết luận của GV
-Âm truyền được trong các môi trường nào ?
- Tốc độ âm phụ thuộc vào cái gì ?
-Môi trường nào truyền âm tốt nhất ?
(Xem bảng 10-1SGK )
- Âm truyền được trong các môi trường rắn lỏng khí
-Môi trường rắn truyền âm tốt nhất .
-Trả lời C3?
Trả lời C3:
-Ta trông thấy tia chớp và khá lâu mới nghe thấy tiến sấm.
II- Những đặc trưng vật lý
- Giới thiệu điều kiện để
- Tiếp thu
của âm
chọn nhạc âm để xét các
-Nhạc âm : âm có f xác định
đặc điểm
-Tạp âm :	không có f xác
- Nhắc lại đặc điểm thứ
- Tiếp thu
định
nhất là tần số âm.
1) Tần số : Là một trong
những đặc trưng quan trọng
-	Hướng	dẫn	hs	đọc
- Định nghĩa cường độ âm
nhất của âm.
SGK	và	đi	đến	định
(SGK)
2) Cường độ âm và mức
nghĩa cường độ âm.
cường độ âm :
a) Cường độ âm ( I ) : Tại
một điểm là đại lượng đo
bằng lượng năng lượng mà
sóng âm tải qua một đơn vị
diện	tích	đặt	tại	điểm	đó
- Xem bảng 10-3 SGK ?
- Xem bảng 10-3 SGK
,vuông góc với phương truyền
Từ đó nêu định nghĩa mức
sóng trong một đơn vị thời
cường độ âm .
gian.
-Đơn vị I ( W/m2 )
b) Mức cường độ âm ( L ): là
lôga thập phân tỉ số I và I0 .
-1dB = 1 B
10
- Yêu cầu hs viết lại biểu thức tính múc cường độ
- Viết lại biểu thức
L = lg I
I0
I0 = 10-12 W/m2 cường độ âm chuẩn có f = 1000 Hz
âm bằng dB
L(dB) = 10 lg I
I0
Đường biểu diễn dao động của âm la ( f = 440Hz) phát ra bởi:
Âm thoa
Sáo
Đọc SGK và phát biểu về đăc trưng vật lý thứ 3 của âm
Ghi kết luận vấn đề của GV vào vở
L(dB) = 10 lg I
I0
dB ( đêxiben)
Đưa một số đồ thị về âm cùng tần số do nhiều nhạc cụ phát ra
Gợi ý cho hs Hiểu được đâu là âm cơ bản đâu là họa âm.
3) Âm cơ bản và họa âm :
-Khi nhạc cụ phát một âm có tần số f0 (âm cơ bản) thì cũng đồng thời phát ra các âm có tần số 2 f0;3 f0
;4 f0 . . . . Các họa âm ( có cường độ khác nhau )
- Cho hs đọc SGK để tìm đăc trưng thứ 3 của âm
-Tập	hợp	các	họa âm	tạo thành phổ của nhạc âm.
- Chốt lại vấn đề khi hs phát biểu
-Tổng hợp đồ thị dao động của các họa âm gọi là đồ thị dao động của nhạc âm đó.
-Vậy : đặc trưng vật lí thứ ba của âm là đồ thị dao động của âm đó.
HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10') Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học
Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Câu 1: Khi muốn nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây là sai?
Ở cùng một nhiệt độ, tốc độ truyền sóng âm trong không khí nhỏ hơn tốc độ truyền sóng âm trong nước.
Sóng âm trong không khí là sóng dọc.
Sóng âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí.
Sóng âm truyền trong không khí là sóng ngang.
Câu 2: Trong một buổi hòa nhạc, khi dùng 10 chiếc kèn đồng thì tại chỗ của một khán giả đo được mức cường độ ân 50 dB. Cho biết các chiếc kèn đồng giống nhau, khi thổi phát ra cùng cường độ âm tại vị trí đang xét. Để tại chỗ khán giả đó có mức cường độ âm là 60 dB thì số kèn đồng phải dùng là
A. 50 chiếc B. 100 chiếc C. 80 chiếc D. 90 chiếc.
Câu 3: Đối với âm cơ bản và họa âm thứ hai do cùng một cây đàn phát ra thì
tốc độ âm cơ bản gấp đôi tốc độ âm họa thứ hai.
tần số họa âm thứ hai gấp đôi tần số âm cơ bản.
tần số họa âm thứ hai bằng nửa tần số âm cơ bản.
họa âm thứ hai có cường độ lớn hơn cường độ âm cơ bản.
Câu 4: Trong buổi hòa nhạc được tổ chức ở Nhà hát lớn Hà Nội nhân dịp kỉ niệm 1000 năm Thăng Long – Hà Nội, một người ngồi dưới khán đài nghe được âm do một chiếc đàn phát ra có mức cường độ âm 68 dB, Khi dàn nhạc giao hưởng gồm nhiều người chơi đàn giống đàn nói trên thực hiện bản hợp xướng, người đó cảm nhận được âm là 80 dB. Dàn nhạc giao hưởng đó có số người chơi là
A. 8 người B. 12 người C. 16 người D. 18 người.
Câu 5: Một dây đàn ghi ta có chiều dài 40 cm, ở một độ căng xác định thì tốc độ truyền sóng trên dây là 800 m/s. Một thính giả có khả năng nghe được âm có tần số tối đa là 14500 Hz. Tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s. Tần số của âm cao nhất mà người đó có thể nghe được từ dây đàn
A. 145000 Hz B. 14000 Hz C. 19000 Hz D. 12000 Hz.
Câu 6: Xét ba âm lần lượt là f1 = 50 Hz, f2 = 10000 Hz và f3 = 20000 Hz. Khi cường độ âm của chúng đều lên tới 10 W/m2 thì những âm gây cho tai người cảm giác đau đớn và nhức nhối có tần số là
A. f1,f2,f3 B. f1,f2 C. f2,f3 D. f1,f3
Hướng dẫn giải và đáp án
Câu
1
2
3
4
5
6
Đáp án
D
B
B
C
B
A
HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’) Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập đặc trưng vật lý của âm
Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực
sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập
GV chia lớp thành nhiều nhóm
( mỗi nhóm gồm các HS trong 1 bàn) và giao các nhiệm vụ: thảo luận trả lời các câu hỏi sau và ghi chép lại câu trả lời vào vở bài tập
Bài 10.13 trang 28 Sách bài tập Vật Lí 12: Giả sử tốc độ âm trong không khí là 333 m/s. Một tia chớp loé ra ở cách một khoảng l, và thời gian từ lúc chớp loé đến lúc nghe thấy tiếng sấm là t.
Tìm hệ thức liên hệ giữa l và t.
Nêu một quy tắc thực nghiệm để tính l, khi đo được t.
Lời giải:
2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
HS trả lời.
HS nộp vở bài tập.
HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.
Hệ thức liên hệ giữa l và t:
l = vt = 333.t(m) = t/3(km)
Quy tắc thực nghiệm : "Số đo l ra kilômét, bằng một phần ba số đo tính ra giây" hay
là "lấy số đo thời gian t (bằng giây) chia cho 3, thì đư số đo l bằng kilômét".
HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’) Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức
Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Đưa một số đồ thị về âm cùng tần số do nhiều nhạc cụ phát ra
Hướng dẫn về nhà
- Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 55 và bài tập trong SBT lý 12 trang 15 và 16
- Chuẩn bị bài mới