I. Sóng âm

1. Định nghĩa:

Sóng âm (âm) là những sóng cơ truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí. 

 Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm.

2. Âm nghe được, hạ âm, siêu âm

+ Những âm gây ra được cảm giác âm ở tai người gọi là âm nghe được, có tần số từ 16 Hz đến 20.000 Hz.

+ Âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm. Âm có tần số lớn hơn 20.000 Hz gọi là siêu âm . Tai người không nghe được hai loại âm này. Một số loài vật nghe được hạ âm và siêu âm.

3. Sự truyền âm

+ Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng và khí; không truyền được trong chân không.

+ Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ hoàn toàn xác định.

+ Tốc độ truyền âm giảm dần như sau:     V_rắn > V_lỏng > V_khí

+ Âm truyền kém trong các chất xốp như bông, len,… (chất cách âm).

II. Đặc trưng vật lý của âm

Gồm: tần số, cường độ âm và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm

1. Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lý quan trọng nhất của âm.

Âm có tần số xác định, thường do nhạc cụ phát ra gọi là nhạc âm.

2. 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, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian. Đơn vị là $(\text{W}/{{m}^{2}})$. Biểu thức  \[I=\frac{P}{S}\]

Mức cường độ âm: Đại lượng $L=\lg \frac{I}{{{I}_{0}}}$   gọi là mức cường độ âm của âm $I$ (so với âm ${{I}_{0}}$ ). Trong đó ${{I}_{0}}={{10}^{-12}}$ $(\text{W}/{{m}^{2}})$  là cường độ âm chuẩn.

 Đơn vị mức cường độ âm là ben (B). Đơn vị thường sử dụng là đêxiben (dB).

  Nếu tính theo đơn vị đêxiben thì:  $L=10\lg \frac{I}{{{I}_{0}}}$  

Khi L = 10 dB = 1 B thì $I={{10}^{1}}{{I}_{0}}$ ;

       L = 20 dB = 2 B thì $I={{10}^{2}}{{I}_{0}}$;

        L = 30 dB = 3 B thì $I={{10}^{3}}{{I}_{0}}$;…

3. Âm cơ bản và họa âm: Khi một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f_o thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f_o, 3f_o, 4f_o,…có cường độ khác nhau. Âm có tần số f_o gọi là âm cơ bản hay hoạ âm thứ nhất. Các âm có tần số 2f_o, 3f_o, 4f_o,…gọi là các hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ tư,… Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm.

Đồ thị dao động của âm: Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thị dao động của nhạc âm đó. Đồ thị dao động của âm là đặc trưng vật lý của âm.

 Đồ thị dao động của cùng một nhạc âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau.

III. Đặc trưng sinh lý của âm

Gồm:  độ cao, độ to, âm sắc

1.  Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lý của âm gắn liền với tần số âm. Âm có tần số lớn gọi là âm cao, âm có tần số nhỏ gọi là âm trầm.

2.  Độ to của âm là đặc trưng sinh lý của âm gắn liền với mức cường độ âm.

3.  Âm sắc là đặc trưng sinh lý của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra . Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm.