Âm thanh tồn tại xung quanh chúng ta dưới nhiều dạng khác nhau, nhưng không phải tất cả đều nằm trong khả năng nghe của con người. Bên cạnh dải âm nghe được, thế giới còn tồn tại hai miền tần số đặc biệt: siêu âm và hạ âm. Cùng Vina Good Tech tìm hiểu hạ âm là gì, siêu âm là gì, khác nhau ở điểm nào và chúng được sử dụng ra sao trong đời sống qua nội dung dưới đây.
Giới thiệu chung về siêu âm và hạ âm
Sóng âm là dao động lan truyền trong môi trường vật chất, mang theo năng lượng và thông tin. Con người có khả năng nghe các âm có tần số từ khoảng 20Hz đến 20.000 Hz. Dưới mức 20 Hz, tai người không còn nhạy để nhận ra sự dao động, tạo thành vùng hạ âm. Trên 20.000 Hz, sóng âm có tần số quá cao nên tai người cũng không thể cảm nhận, dẫn đến vùng siêu âm.
Tần số không chỉ quyết định âm trầm hay âm cao mà còn tạo nên cách âm thanh tương tác với môi trường. Bước sóng dài của hạ âm giúp nó lan xa hơn, trong khi bước sóng ngắn của siêu âm lại mang đến độ chi tiết cao. Cụ thể đặc điểm của sóng siêu âm và hạ âm là:
Hạ âm là gì?
Hạ âm là vùng âm thanh có tần số thấp hơn 20 Hz, nghĩa là dưới ngưỡng nghe của con người. Hạ âm có bước sóng rất dài, có thể lan truyền qua khoảng cách lớn và xuyên qua nhiều vật cản. Đặc tính này giúp hạ âm tồn tại mạnh mẽ trong tự nhiên, đặc biệt trong môi trường khí quyển và dưới lòng đất.
Hạ âm xuất hiện trong nhiều hiện tượng tự nhiên như bão lớn, động đất, núi lửa phun trào và sóng biển. Ngoài ra, một số thiết bị công nghiệp như động cơ tua-bin, quạt công suất lớn hoặc máy móc hạng nặng cũng tạo ra hạ âm.
Siêu âm là gì?
Nếu hạ âm là vùng tần số thấp, siêu âm chính là vùng ngược lại – tần số cao vượt quá khả năng nghe của con người. Siêu âm có bước sóng ngắn, nhờ đó có khả năng truyền chi tiết rất cao. Đặc tính này giúp siêu âm trở thành công cụ lý tưởng trong chẩn đoán hình ảnh y khoa hoặc kiểm tra chất lượng vật liệu.
Trong tự nhiên, siêu âm thường được sử dụng bởi các loài sinh vật như dơi và cá heo để định vị và săn mồi. Trong đời sống hiện đại, các thiết bị như máy rửa siêu âm, máy siêu âm y tế, cảm biến đo khoảng cách và đầu dò công nghiệp đều sử dụng năng lượng từ siêu âm.
Siêu âm đóng vai trò quan trọng trong chẩn đoán thai, siêu âm tim, đánh giá mô mềm, làm sạch kim loại, bóc tách chất bẩn và kiểm tra mối hàn công nghiệp. Đặc biệt, công nghệ làm sạch bằng siêu âm giúp loại bỏ dầu mỡ, cặn bẩn trên phụ tùng máy móc và thiết bị điện tử mà không cần tiếp xúc trực tiếp.
>> Xem thêm:
So sánh siêu âm và hạ âm
Dù cùng là sóng âm, siêu âm và hạ âm gần như đối lập nhau về đặc tính và ứng dụng. Việc so sánh hai loại sóng này giúp bạn hiểu rõ hơn khi nào chúng được sử dụng và vì sao. Dưới đây là sự khác biệt của sóng siêu âm và hạ âm:
Khác biệt về đặc điểm vật lý
Hạ âm có bước sóng dài, lan xa và xuyên thấu mạnh, phù hợp để phát hiện các hiện tượng quy mô lớn. Ngược lại, siêu âm có bước sóng ngắn, độ chi tiết cao nhưng không truyền xa bằng hạ âm. Chi tiết khác biệt về đặc điểm vật lý của siêu âm và hạ âm là:
| Yếu tố | Hạ âm | Siêu âm |
|---|---|---|
| Tần số | < 20 Hz | > 20.000 Hz |
| Bước sóng | Dài | Ngắn |
| Khả năng lan truyền | Rất xa | Trung bình |
| Độ xuyên vật cản | Cao | Thấp hơn |
| Độ chi tiết | Thấp | Rất cao |
| Khả năng nghe | Không nghe | Không nghe |
| Ứng dụng | Giám sát tự nhiên, nghiên cứu địa chấn | Y khoa, công nghiệp, làm sạch |
Khác biệt trong ứng dụng thực tế
Hạ âm phù hợp với những nhiệm vụ yêu cầu theo dõi quy mô lớn như cảnh báo thảm họa thiên nhiên. Trong khi đó, siêu âm phù hợp với các nhiệm vụ cần độ chính xác cao như kiểm tra vật liệu, đo độ dày, hình ảnh y khoa và làm sạch bằng sóng siêu âm.
Mức độ ảnh hưởng tới cơ thể con người
Siêu âm ở cường độ dùng trong y khoa gần như vô hại, trong khi hạ âm có thể gây bất ổn cho cơ thể nếu tiếp xúc ở cường độ lớn. Tuy vậy, cả hai đều an toàn trong môi trường bình thường.
>> Xem thêm:
Vai trò của siêu âm và hạ âm trong nghiên cứu khoa học
Cả hạ âm và siêu âm đều đóng góp quan trọng vào sự phát triển của nhiều lĩnh vực, từ nghiên cứu môi trường đến công nghệ hiện đại.
- Hạ âm giúp các nhà khoa học nhận biết dấu hiệu hoạt động của núi lửa, giám sát sóng thần, theo dõi bão từ xa và phát hiện các dao động nhỏ trong lòng đất mà tai người không thể nghe thấy.
- Trong công nghiệp, siêu âm được dùng để phát hiện lỗi trong mối hàn, kiểm tra chất lượng vật liệu và xác định khuyết tật trong kim loại. Ngoài ra, siêu âm còn được ứng dụng trong máy rửa siêu âm để loại bỏ cặn bẩn, dầu mỡ và vụn kim loại mà các phương pháp thông thường khó làm sạch.
Siêu âm và hạ âm tuy cùng thuộc dải sóng âm nhưng mang những đặc tính và ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Hạ âm phù hợp với nghiên cứu địa chấn và cảnh báo thiên tai, còn siêu âm lại giữ vai trò thiết yếu trong y khoa và công nghiệp hiện đại. Hy vọng thông tin Vina Good Tech cung cấp đã giúp bạn hiểu rõ hai loại sóng âm này và ứng dụng hiệu quả hơn trong cuộc sống và công việc.
