I. Âm. nguồn âm
1. Âm là gì?
Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.
Tần số của sóng âm cũng là tần số âm.
2. Nguồn âm
Một vật dao động phát ra âm là một nguồn âm.
Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm.
3. Âm nghe được, hạ âm, siêu âm
Những âm có tác dụng làm cho màng nhĩ trong tai ta dao động, gây ra cảm giác âm gọi là âm nghe được. Chúng có tần số nằm trong khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz.
Âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz, thì tai người không nghe được và gọi là hạ âm.
Âm có tần số lớn hơn 20 000 Hz thì tai người cũng không nghe được và gọi là siêu âm.
4. Sự truyền âm
a] Môi trường truyền âm
- Âm không truyền được trong chân không.
- Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng và khí.
- Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len... còn được gọi là chất cách âm.
b] Tốc độ truyền âm
Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ hoàn toàn xác định.
II. Những đặc trưng vật lí của âm
Những âm có một tần số xác định [thường do các nhạc cụ phát ra], gọi là các nhạc âm. Những âm không có một tần số xác định [tiếng búa đập, tiếng sấm, tiếng ồn ở đường phố, ở chợ... ] thì gọi là các tạp âm.
1. Tần số âm
Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm.
2. Cường độ âm và mức cường độ âm
a] Cường độ âm
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 cường độ âm là oát trên mét [W/m2].
b] Mức cường độ âm
Để thiết lập một thang bậc về cường độ âm, ta có khái niệm mức cường độ âm.
Giả sử ta lấy làm chuẩn cường độ I0 của âm nhỏ mà tai ta vừa đủ nghe được. Mức của cường độ I0 được lấy là mức 0. Âm có cường độ I = 10 I0 lấy làm mức 1; âm có cường độ I = 100 I0 là mức 2…
Đại lượng $L = \lg \frac{I}{{{I_0}}}$ gọi là mức cường độ âm của âm I [so với âm I0].
Đơn vị của mức cường độ âm là ben, kí hiệu B.
Âm có mức cường độ 2 B sẽ có cường độ là I = 100 I0 = 10-10 W/m2.
Công thức tính mức cường độ âm theo đơn vị đêxiben sẽ là:
$L[dB] = 10\lg \frac{I}{{{I_0}}}$
3. Âm cơ bản và họa âm
Khi cho một nhạc cụ phát ra một âm có tần số f0 thì bao giờ nhạc cụ đó cũng đồng thời phát ra một loạt âm có tần số 2f0; 3 f0; 4 f0... có cường độ khác nhau. Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản hay họa âm thứ nhất. Các âm có tần số 2 f0; 3 f0; 4 f0… gọi là các họa âm thứ hai, thứ ba, thứ tư... Biên độ của các họa âm lớn, nhỏ không như nhau, tùy thuộc vào chính nhạc cụ đó. Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm nói trên.
Phổ của cùng một âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau.
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 cùng một nhạc âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau.
Đặc trưng vật lí thứ ba của âm là đồ thị dao động của âm đó.
Sự dao động của sóng siêu âm được lan truyền từ đầu đầu phát đến bề mặt cơ thể và sâu hơn vào trong mô thhông qua môi trường tiếp xúc, chẳng hạn như gel. Hiệu ứng chính gồm làm nóng mô và mát-xa vi thể.
Tần số siêu âm có thể được lựa chọn dựa trên mô cần điều trị. Tần số 1 Mhz thường dùng để điều trị những chấn thương sâu trong khi tần số 3 MHz thường dùng để điều trị cho những mô nông.
Tác dụng điều trị của siêu âm.
- Tác dụng cơ học: Tác dụng trước tiên của siêu âm trong cơ thể là tác dụng cơ học, do sự lan truyền của sóng siêu âm gây nên các đổi thay sức ép tương ứng với tần số siêu âm, tạo nên hiện tượng gọi là “xoa bóp vi thể”. Chùm tia siêm âm tần số càng lớn [3MHz] gây nên sự đổi thay áp lực mau lẹ hơn so với tần số thấp hơn [1MHz]. Sự thay đổi áp lực gây ra:
- Thay đổi thể tích tế bào.
- Đổi thay tính thấm màng tế bào.
- Tăng chuyển hóa cơ bản của tế bào
Tác dụng cơ học phụ thuộc vào cường độ siêu âm [W/cm2] và chế độ liên tục hay xung.
Khác với ứng dụng siêu âm trong chẩn đoán như siêu âm tim, siêu âm mạch máu, siêu âm tổng quát có mức cường độ sóng phát ra thấp đủ để tái tạo hình ảnh, siêu âm trong điều trị thì cường độ siêu âm sẽ đủ lớn gây ra các tác dụng vật lý, sinh lý trên mô cơ thể với mức đã được nghiên cứu kỹ.
- Tác dụng nhiệt: Sự sinh nhiệt trong tổ chức do tác dụng của siêu âm là do hiện tượng cọ xát chuyển trong khoảng năng lượng cơ học sang năng lượng nhiệt. Đối mang siêu âm, với thể ảnh hưởng đến độ sâu đến 8-10cm. So sở hữu những tác nhân vật lý khác, siêu âm có thể làm cho tăng nhiệt độ ở mô sâu hơn và khuôn khổ chống chỉ định hẹp hơn.
- Tác dụng sinh học: từ tác dụng cơ học và tác dụng sinh nhiệt dẫn đến hàng loạt tác dụng sinh vật học tạo nên hiệu quả siêu âm điều trị là:
- Nâng cao tuần hoàn và dinh dưỡng do tăng nhiệt độ, tăng tính thấm của huyết mạch và công ty.
- Giãn cơ do kích thích trực tiếp của siêu âm lên những thụ cảm thể tâm thần.
- Tăng tính thấm của màng tế bào.
- Kích thích thời kỳ tái sinh công ty.
- Tác dụng lên hệ thần kinh ngoại vi.
- Giảm đau.
Chỉ định điều trị.
- Tổn thương xương, khớp và cơ sau chấn thương: bầm tím, bong gân, sai khớp, gãy xương.
- Viêm khớp dạng thấp mãn, thoái khớp, bạnh Bachterew, viêm bao hoạt dịch, viêm cơ.
- Đau tâm thần ngoại vi, đau lưng do thoát vị đĩa đệm...
- Rối loàn tuần hoàn: bệnh Raynaud, Buerger, Sudeck, phù nài nỉ.
- Những vết thương, vết loét, sẹo xấu, sẹo lồi.
- Siêu âm dẫn thuốc điều trị và thẩm mỹ.
BS Phạm Xuân Hậu [ Tổng hợp]
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
siêu âm :
Siêu âm là loại âm có tần số [geq 20000Hz]. Như chúng ta đã biết, tai con người nghe được âm thanh trong khoảng từ 20Hz đến 20000Hz. Ngoài khoảng này thì tai của con người sẽ không thể nghe được.
Vì thế mà hạ âm là loại âm thanh có tần số cao hơn tần số tối đa mà con người chúng ta có thể nghe. Nói cách khác, đây là loại âm con người không thể nghe được. Siêu âm thường được cá voi và cá heo sử dụng phổ biến để liên lạc với nhau.
Những câu hỏi liên quan
Thế nào là siêu âm? Thế nào là hạ âm? Con người có nghe được các âm này không?
A. tốc độ truyền của chúng khác nhau
B. biên độ dao động của chúng.
C. bản chất vật lí của chúng khác nhau.
D. khả năng cảm thụ âm của tai người.
Người ta phân biệt sóng siêu âm, hạ âm, âm thanh dựa vào
A. tốc độ truyền của chúng khác nhau.
B. biên độ dao động của chúng.
C. bản chất vật lí của chúng khác nhau.
D. khả năng cảm thụ âm của tai người.
Người ta phân biệt sóng siêu âm, hạ âm, âm thanh dựa vào
A. Bản chất vật lí của âm.
B. Tốc độ truyền âm.
C. Biên độ dao động âm.
D. Khả năng cảm thụ âm của tai người.
Người ta phân biệt sóng siêu âm, hạ âm, âm thanh dựa vào
A. tốc độ truyền của chúng khác nhau
B. biên độ dao động của chúng
C. bản chất vật lí của chúng khác nhau
D. khả năng cảm thụ âm của tai người