Hỏi tưởng khó mà dễ: Nghe nhạc to hơn có làm pin của bạn hết nhanh hơn?

Ngày 1 tháng Bảy năm 1979, Sony ra mắt một thiết bị điện tử cách mạng vào thời bấy giờ, chiếc Sony Walkman. Trước khi thiết bị này ra đời, khái niệm máy nghe nhạc xách tay chưa từng xuất hiện trên thế giới. Vì vậy, dù chỉ chứa trong mình một chiếc băng cassette với thời lượng chỉ khoảng 1 giờ 30 phút, chiếc máy nhỏ gọn này đã thay đổi mãi mãi cách mọi người thế giới thưởng thức âm nhạc.

Sau chiếc cassette là những người kế tục xứng đáng như máy nghe đĩa CD xách tay, những chiếc iPod rồi những chiếc MP3, và cuối cùng là điện thoại di động đã thay thế tất cả những thiết bị trên. Đi kèm với sự tiện dụng của những thiết bị cầm tay là một sự lo lắng không ít của những người chủ thiết bị, đó là thời lượng pin.

Nếu bạn thực sự lo lắng cho thời lượng pin của mình, có lẽ bạn sẽ quan tâm đến câu hỏi: Nghe nhạc to hơn có làm pin của bạn hết nhanh hơn?

Chiếc Sony Walkman đầu tiên.

Trên thực tế, với hầu hết mọi người, câu hỏi này thực sự rất dễ trả lời. Dĩ nhiên, mọi người đều tin chắc rằng, nghe nhạc với âm thanh to hơn sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng hơn. Tiêu tốn năng lượng hơn nghĩa là pin sẽ hết nhanh hơn. Nếu đó là câu trả lời của bạn, bạn có chắc chắn về điều này không? Làm sao bạn có thể biết chắc chắn về điều đó?

Bằng thực nghiệm

Có một cách rất đơn giản để chứng minh ý kiến đó của bạn là đúng hay sai: đó là dùng thực nghiệm. Sạc đầy điện thoại của bạn, chọn trước một danh sách các bài hát, và thử nghe danh sách các bài đó ở các mức âm lượng khác nhau trong một khoảng thời gian cố định, sau đó bạn có thể kiểm tra lại dung lượng pin để xem liệu nhận định của mình có đúng hay không.

Tuy nhiên, chức năng nghe nhạc trên điện thoại, cũng như các thiết bị nghe nhạc cỡ nhỏ như tai nghe, thực sự tiêu tốn rất ít năng lượng. Ví dụ, một tai nghe chân cắm jack 3,5 mm thường chỉ tiêu tốn điện năng ở mức 0,06W, bằng 1/10 so với màn hình cảm ứng của iPhone 5. Vì vậy, có thể bạn sẽ phải nghe khá lâu (chừng 1 đến 2 giờ đồng hồ) thì mới có thể biết được chính xác câu trả lời cho nhận định của mình.

Trong khi cách kiểm tra bằng thực nghiệm trên có vẻ khá thú vị nhưng hơi tốn thời gian, còn một cách khác nhanh hơn để trả lời câu hỏi trên. Đó là dùng các công thức toán học, vật lý học, điện tử học, … những thứ có thể nói là khô khan, khó hiểu và không thú vị bằng việc nghe nhạc. Nhưng nhanh hơn.

Dùng công thức toán học

Việc bạn nghe thấy một âm thanh to hay nhỏ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, như khả năng nghe của tai, khoảng cách của bạn so với âm thanh đó, tần số của âm thanh, … tuy nhiên nếu để so sánh về âm lượng giữa hai âm thanh giống nhau thì bạn có thể dựa trên một yếu tố duy nhất: cường độ âm thanh. Vậy cường độ âm thanh là gì?

Định nghĩa một cách đơn giản: là năng lượng được sóng âm truyền đi trong một đơn vị thời gian, qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm. Đơn vị cường độ âm là oát trên mét vuông (kí hiệu: W/m²). Được ký hiệu bằng I. Cường độ âm thanh có thể được tính bằng công thức dưới đây:

Trong đó, I là cường độ âm thanh (đơn vị là dB – decibel), P là năng lượng của âm thanh trên mỗi đơn vị thời gian của nguồn âm (đơn vị là W) và A là diện tích khu vực mà âm thanh lan truyền đến (m2 hoặc cm2), (có thể là diện tích màng loa trong tai nghe, trong headphone hoặc diện tích lỗ tai của bạn chẳng hạn).

Với các thiết bị điện tử, mức năng lượng P của âm thanh lại có thể đo bằng tích của cường độ dòng điện và hiệu điện thế. Rõ ràng với một diện tích không đổi, để có thể có âm lượng lớn hơn, bạn sẽ phải tăng mức năng lượng cho loa, nghĩa là tiêu tốn năng lượng hơn và tốn pin hơn. Đến đây hẳn là thắc mắc của bạn cũng đã được trả lời.

Nhưng công thức trên còn cho ta thấy một ý tưởng khác. Nếu so sánh giữa các loại tai nghe với nhau, với cùng mức năng lượng âm thanh, theo công thức trên, rõ ràng các loại tai nghe có màng loa lớn hơn sẽ cho cường độ âm thanh thấp hơn, đồng nghĩa với âm lượng nhỏ hơn. Điều này cũng có nghĩa là với những loại tai nghe có màng loa lớn hơn sẽ tốn nhiều năng lượng hơn để tăng âm lượng cho tai nghe của mình.

Tất nhiên, như đã so sánh ở trên, mức năng lượng tiêu tốn do việc nghe nhạc trên điện thoại là rất thấp so với các mục đích sử dụng khác, như nghe gọi, chụp ảnh, xem phim, lướt web, chơi game … nên thực ra bạn cũng không phải quá lo cho việc này đâu.

Tham khảo Formulas Tutorvista