Giáo án Bài 13. Độ to và độ cao của âm

Huy động trải nghiệm thực tế của HS về âm to, âm cao; xác định vấn đề: âm có hai đặc điểm khác nhau là độ to và độ cao.

GV gõ mạnh rồi gõ nhẹ một chiếc trống, sau đó thổi hoặc phát âm một tiếng sáo ngắn. GV đặt câu hỏi: “Tiếng trống gõ mạnh và gõ nhẹ khác nhau ở điểm nào? Tiếng sáo và tiếng trống khác nhau ở điểm nào?” Và “Âm to có luôn cao không?”

HS nêu được: gõ mạnh thì tiếng to hơn; tiếng sáo nghe cao hơn tiếng trống. Qua đó HS nhận ra âm có hai đặc điểm là độ to và độ cao, và đặt câu hỏi cần giải quyết: độ to và độ cao phụ thuộc vào đại lượng nào của dao động?

Nêu được biên độ là độ lệch lớn nhất so với vị trí cân bằng và biên độ liên quan đến độ to của âm.

HS làm việc theo nhóm 4 với mô phỏng Dây đàn và Dao động kí trên học liệu NeoEdu. Nhiệm vụ: gảy dây nhẹ, quan sát dao động kí; sau đó gảy mạnh, biên độ tăng từ 1 mm lên 3 mm; ghi nhận sóng và nghe âm thay đổi. Hoàn thành mục 1 của Phiếu học tập số 1. GV đặt câu hỏi: “Khi gảy mạnh, biên độ thay đổi thế nào? Âm to hay nhỏ hơn? Tần số có thay đổi không?”

HS ghi được: khi gảy mạnh, biên độ tăng từ 1 mm lên 3 mm, sóng trên dao động kí cao hơn và âm to hơn; sóng không dày thêm nên tần số không đổi. Kết luận: biên độ là độ lệch lớn nhất so với vị trí cân bằng, biên độ liên quan đến độ to của âm.

Nêu được tần số là số dao động mỗi giây (đơn vị hertz); tính được tần số; giải thích được âm có tần số lớn hơn thường nghe cao hơn.

HS dùng mô phỏng Hộp đàn với bộ đếm số dao động và Dao động kí. Nhiệm vụ: đếm số dao động trong thời gian xác định để tính tần số theo công thức $f = \dfrac{N}{t}$; so sánh hai âm có tần số 200 Hz và 400 Hz trên dao động kí; hoàn thành mục 2 của Phiếu học tập số 1. GV đặt câu hỏi: “Tần số là gì? Đơn vị là gì? Âm có tần số lớn hơn nghe cao hơn hay thấp hơn?”

Tần số là số dao động mỗi giây, đơn vị hertz (Hz), tính theo $f = \dfrac{N}{t}$. Chọn 400 Hz, sóng trên dao động kí dày hơn so với 200 Hz và âm nghe cao hơn. Kết luận: âm có tần số lớn thường nghe cao hơn; độ cao liên quan đến tần số.

Phân biệt được biên độ, tần số và độ cao; nhận biết đúng hoặc sai các nhận định về độ to và độ cao.

HS làm việc theo cặp đôi, dùng kĩ thuật khăn trải bàn: mỗi HS ghi đáp án cá nhân vào ô của mình, sau đó thống nhất đáp án chung ở giữa khăn. Bài tập: (1) Trong bài này, biên độ có đặc điểm nào? A. độ cao của nguồn so với mặt đất; B. độ lệch lớn nhất so vị trí cân bằng, liên quan độ to; C. số dao động mỗi giây. (2) Trong bài này, tần số có đặc điểm nào? A. độ lệch lớn nhất của vật; B. mức năng lượng tính bằng kilogram; C. số dao động mỗi giây, đơn vị hertz. (3) Ghép khái niệm với đặc điểm: biên độ, tần số, độ cao với các mô tả tương ứng. (4) Nhận định “Âm càng to chắc chắn càng cao” là đúng hay sai? (5) Điền thuật ngữ phù hợp vào chỗ trống: “âm tần số lớn thường nghe cao hơn” mô tả {{1}}.

Đáp án: (1) B – độ lệch lớn nhất so vị trí cân bằng, liên quan độ to. (2) C – số dao động mỗi giây, đơn vị hertz. (3) Biên độ – độ lệch lớn nhất so với vị trí cân bằng, liên quan độ to; Tần số – số dao động mỗi giây, đơn vị hertz; Độ cao – âm tần số lớn thường nghe cao hơn. (4) Sai – độ to liên quan biên độ, độ cao liên quan tần số; hai đặc điểm không đồng nhất. (5) Độ cao.

Vận dụng được công thức tần số để so sánh độ cao của hai âm; giải thích được vì sao không so tổng số dao động khi thời gian khác nhau.

HS làm việc theo nhóm 4 với Phiếu học tập số 2. Đề: Dây A dao động 300 lần trong 2 s, dây B dao động 200 lần trong 1 s. Âm nào cao hơn? Câu hỏi bổ sung: Muốn tiếng trống to hơn có nhất thiết phải làm tần số tăng không?

Đáp án: dây A có tần số $f_A = \dfrac{300}{2} = 150$ Hz; dây B có tần số $f_B = \dfrac{200}{1} = 200$ Hz; vì $200 > 150$ nên âm của dây B cao hơn. Không so sánh tổng số dao động (300 và 200) vì thời gian khác nhau. Trả lời câu hỏi bổ sung: Không; tăng biên độ có thể làm tiếng trống to hơn mà không cần tăng tần số.

Vận dụng kiến thức để bác bỏ quan niệm “âm càng to chắc chắn càng cao”; nêu được việc làm để bảo vệ thính giác trong đời sống.

HS làm việc cá nhân rồi chia sẻ theo cặp: Một bạn khẳng định: “Âm càng to chắc chắn càng cao.” Hãy bác bỏ bằng một lí do khoa học, chỉ ra một hệ quả của cách hiểu sai và viết lại kết luận đúng. Thảo luận: Khi nghe nhạc qua tai nghe, em nên làm gì để bảo vệ thính giác?

Lí do khoa học: độ to liên quan đến biên độ, độ cao liên quan đến tần số; hai đặc điểm không đồng nhất. Hệ quả của cách hiểu sai: có thể nhầm tiếng trống gõ mạnh (to nhưng trầm, tần số thấp) với âm cao. Kết luận đúng: Âm to hơn khi biên độ lớn hơn; âm cao hơn khi tần số lớn hơn. Biện pháp bảo vệ thính giác: không gõ mạnh sát tai, giữ âm lượng ở mức vừa phải, không nghe quá to trong thời gian dài.