Tiếng trống đi xa bao nhiêu và vì sao trống lớn nghe trầm

Tiếng trống đi xa được bao nhiêu phụ thuộc vào độ lớn của tiếng, tần số (âm trầm đi xa và vòng qua vật cản tốt hơn âm cao), địa hình, gió và nhiệt độ không khí; trong điều kiện thuận lợi, tiếng trống lớn có thể nghe được ở khoảng cách hàng cây số. Trống lớn nghe trầm vì mặt trống rộng và nặng rung chậm hơn — cùng nguyên lý với việc dây đàn dài, to cho nốt thấp. Đó là lý do trống báo hiệu, trống hội, trống truyền tin ở nhiều nền văn hoá đều là trống to, tiếng trầm.

Âm thanh yếu đi theo khoảng cách thế nào

Ở không gian trống trải, âm thanh từ một nguồn lan ra như một quả cầu phình to. Cùng một năng lượng phải trải trên diện tích ngày càng lớn, nên mức âm giảm khoảng 6 dB mỗi khi khoảng cách tăng gấp đôi (gọi là định luật nghịch đảo bình phương). Ví dụ đơn giản hoá: nếu đứng cách trống 1 m nghe 110 dB, thì ở 2 m khoảng 104 dB, 4 m khoảng 98 dB, và cứ thế. Ngoài ra, không khí còn "hấp thụ" bớt âm thanh, nhiều hơn với âm cao.

Đây chỉ là bảng minh hoạ lý thuyết. Ngoài thực tế, tiếng ồn nền (xe cộ, gió, côn trùng) quyết định ta còn nghe ra tiếng trống hay không.

Vì sao âm trầm đi xa hơn

• Ít bị không khí hấp thụ: không khí hấp thụ âm cao mạnh hơn âm trầm, nên ở xa, tiếng chói tắt trước, tiếng trầm còn lại.
• Vòng qua vật cản: sóng âm trầm có bước sóng dài (vài mét), dễ "uốn" qua nhà cửa, cây cối, đồi thấp. Sóng âm cao bước sóng ngắn bị chặn nhiều hơn.
• Ít bị lẫn: ở nông thôn, tiếng ồn nền thường là âm trung và cao (gió lá, côn trùng), âm trầm nổi bật hơn.

Đó là lý do khi đứng xa một lễ hội, ta thường nghe "thình thình" của trống cái trước khi nghe thấy tiếng kèn, tiếng hát.

Gió và nhiệt độ: âm thanh có thể "bẻ cong"

Âm thanh đi nhanh hơn trong không khí ấm. Ban ngày, mặt đất nóng, không khí gần mặt đất ấm hơn trên cao — âm thanh bị bẻ cong lên trời, nghe xa kém. Ban đêm hoặc sáng sớm, mặt đất lạnh, có khi lớp không khí sát đất lạnh hơn lớp trên (nghịch nhiệt) — âm thanh bị bẻ cong xuống đất, đi xa hơn. Đây là lý do nhiều người thấy tiếng trống, tiếng chuông chùa ban đêm, sáng sớm "nghe rõ lạ thường" từ rất xa.

Gió cũng vậy: đứng xuôi gió nghe rõ hơn, ngược gió nghe kém hơn nhiều.

Vì sao trống lớn nghe trầm

Tần số dao động cơ bản của một mặt trống tỉ lệ nghịch với đường kính và với căn bậc hai khối lượng của màng, tỉ lệ thuận với căn bậc hai độ căng. Trống lớn có mặt rộng và thường dùng da dày nặng (như da trâu), nên rung chậm, tiếng trầm. Thân trống lớn cũng tạo buồng cộng hưởng to, khuếch đại âm trầm. Bài về vật lý màng rung trong danh mục này giải thích chi tiết hơn.

Trống truyền tin trong lịch sử

Nhiều nền văn hoá dùng trống để truyền tin qua khoảng cách xa: trống khe gỗ ở vùng Congo, trống nói của người Yoruba, Akan; trống báo động ở các làng Việt khi có cháy, lụt; trống trong các tháp canh ở nhiều nước. Người ta có thể truyền tin theo kiểu "tiếp sức": làng này nghe, đánh tiếp cho làng sau. Khả năng nghe được bao xa thường được kể trong sách cũ với những con số khác nhau, tuỳ địa hình và thời tiết; nên đọc những con số ấy với thái độ thận trọng.

Ứng dụng: tổ chức tiếng trống trong lễ hội

• Muốn tiếng vang xa: dùng trống lớn, đặt ở chỗ cao, thoáng; đánh vào sáng sớm hoặc chiều tối khi gió lặng.
• Muốn giữ cho khu dân cư bớt ồn: đặt trống quay mặt về phía không có nhà, có tường hoặc cây chắn; hạn chế giờ đánh.
• Cho người đứng gần: mức âm sát trống lớn có thể rất cao; người đánh và khán giả đứng sát nên dùng nút tai.

Góc nhìn hôm nay

Lần tới nghe tiếng trống từ xa vọng lại, hãy thử để ý: bạn nghe tiếng trầm hay tiếng cao? Trời đang nắng hay đã tối? Gió thổi về phía bạn hay ngược lại? Những câu hỏi ấy biến một tiếng trống quen thuộc thành một bài học vật lý ngay giữa đời sống.