Tốc độ âm thanh là gì? Giá trị trên từng môi trường và yếu tố ảnh hưởng

Chu Văn An

Tốc độ của âm thanh có liên quan chặt chẽ đến quá trình lắp đặt, lắp đặt hệ thống âm thanh. Vậy tốc độ của âm thanh là bao nhiêu? Ứng dụng như thế nào và yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ này? Hãy cùng Trường Chu Văn An tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

1. Tốc độ của âm thanh là bao nhiêu?

Tốc độ của âm thanh là một đại lượng liên quan đến sóng âm. Đây là đại lượng đo lường với đơn vị là m/s (Mét trên giây) hoặc km/h (Kilômét trên giờ). Tốc độ này có giá trị thay đổi tùy thuộc vào loại môi trường mà sóng âm truyền qua.

Tìm hiểu về tốc độ âm thanh

2. Tốc độ âm thanh trong từng môi trường

2.1. Tốc độ âm thanh trong môi trường rắn

Mật độ các vật liệu rắn rất lớn nên tốc độ truyền âm ở đây thường khá cao. Tốc độ trong một số vật liệu phổ biến bao gồm:

• Tốc độ truyền âm trong bê tông dao động từ 3000 m/s – 4500 m/s.
• Tốc độ truyền âm trong gỗ dao động từ 2000 m/s – 4000 m/s.
• Tốc độ truyền âm trong đá hoặc kim loại thường là 2000 m/s – 6000 m/s.

Tốc độ âm thanh trong môi trường rắn

2.2. Trong môi trường không khí

Trong không khí ở điều kiện tiêu chuẩn có nhiệt độ 00C, tốc độ truyền âm chỉ khoảng 331 m/s. Tốc độ này sẽ tăng lên khi nhiệt độ môi trường tăng với tốc độ 0,6m/s cho mỗi độ C tăng.

Ví dụ: Ở 00C, tốc độ âm thanh là 331 m/s. Vậy trong môi trường không khí có nhiệt độ 100C, tốc độ âm thanh sẽ là 337 m/s.

Tìm tốc độ truyền âm trong không khí

2.3. Tốc độ truyền âm trong môi trường chất lỏng là bao nhiêu?

Mật độ của chất lỏng cao hơn không khí và thấp hơn chất rắn. Tương ứng với tốc độ truyền âm trong môi trường lỏng cao hơn môi trường không khí và thấp hơn môi trường rắn. Ví dụ:

• Tốc độ truyền âm trong dầu là từ 1000 m/s – 2000 m/s.
• Tốc độ truyền âm trong nước ở 250C là khoảng 1480 m/s.

Tốc độ truyền âm trong môi trường lỏng

3. Ứng dụng tốc độ âm thanh

Dựa trên những tính chất và đặc điểm nổi bật của mình, tốc độ âm thanh được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Bao gồm:

3.1. Hệ thống âm thanh

Tốc độ âm thanh được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực âm thanh chuyên nghiệp bao gồm:

• Xử lý tín hiệu

Bao gồm độ trễ âm thanh và điều chỉnh pha khi loa được lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau. Điều này sẽ giúp tối ưu hóa âm thanh, mang đến âm nhạc chất lượng cho người nghe.

• Cài đặt và thiết lập âm thanh

Tùy vào tốc độ của âm thanh mà nó có thể tương tác với các môi trường khác nhau để tạo ra chất lượng âm thanh như mong muốn. Qua đó, người dùng sẽ tính toán và cài đặt cách truyền âm thanh trong từng tình huống cụ thể.

Tốc độ của ứng dụng âm thanh để thiết lập và cài đặt âm thanh

• Dùng trong thiết bị âm thanh

Ứng dụng tốc độ âm thanh để sản xuất ra nhiều thiết bị điện tử phục vụ đời sống con người. Ví dụ: Các thiết bị cảm biến, tai nghe, loa, micro…

3.2. Ứng dụng tốc độ âm thanh trong đời sống

Trong cuộc sống hàng ngày của con người, tốc độ âm thanh được sử dụng khá phổ biến. Cụ thể:

• Ứng dụng y tế: Giúp phát hiện chính xác vị trí các bộ phận bên trong cơ thể con người. Ví dụ: Siêu âm thai nhi, siêu âm phát hiện các bất thường ở gan, thận…
• Ứng dụng xác định vị trí, khoảng cách: Dựa vào tốc độ âm thanh có thể xác định vị trí cụ thể của vật thể cần tìm và tính khoảng cách đến nguồn âm thanh.

Dựa vào tốc độ âm thanh để xác định vị trí và khoảng cách

Ngoài ra, tốc độ âm thanh vẫn đang được nghiên cứu để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đây là một thông số kỹ thuật quan trọng và là công cụ đắc lực giúp ích rất nhiều cho cuộc sống con người trong thời đại mới.

4. Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ âm thanh?

4.1. Nhiệt độ

Sự thay đổi nhiệt độ tỷ lệ thuận với tốc độ âm thanh. Tốc độ giảm cho thấy nhiệt độ đang giảm và ngược lại, tốc độ âm thanh tăng khi nhiệt độ có xu hướng tăng. Nguyên nhân là do các phân tử trong không khí trở nên linh hoạt khi nhiệt độ tăng lên. Điều này giúp âm thanh truyền đi xa hơn và nhanh hơn bình thường.

4.2. Áp suất không khí

Áp suất không khí tỷ lệ thuận với sự tăng hoặc giảm tốc độ âm thanh. Vận tốc tăng nếu áp suất tăng và ngược lại. Ngoài ra, nơi áp suất cao hơn, mật độ không khí tăng lên, dẫn đến tốc độ âm thanh tăng lên.

Tốc độ truyền âm bị ảnh hưởng bởi áp suất không khí

4.3. Mật độ môi trường

Mật độ môi trường càng cao thì tốc độ truyền âm thanh càng cao. Đặc biệt, mật độ chất rắn cao nhất tương ứng với tốc độ truyền âm thanh nhanh nhất. Ngược lại, chất khí có mật độ thấp nhất nên tốc độ truyền âm cũng thấp.

Tốc độ của âm thanh đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội. Dựa vào đó, người ta có thể ứng dụng để sản xuất các thiết bị âm thanh, thiết bị y tế phục vụ nhu cầu chăm sóc sức khỏe cá nhân. Hy vọng những chia sẻ của Trường Chu Văn An sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về khái niệm này. Nếu có thắc mắc vui lòng liên hệ tới đường dây nóng để được hỗ trợ.