SÓNG CƠ – GIAO THOA SÓNG
Loga.vn
Nội dung cần nắm:
- Nắm bản chất của sóng cơ
- Các thành phần của sóng cơ
- Giao thoa song
A/ Lý thuyết
ĐẠI CƯƠNG SÓNG CƠ.
1. Khái niệm về sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc?
a. Sóng cơ:
là dao động dao động cơ lan truyền trong một môi trường
Đặc điểm:
- Sóng cơ không truyền được trong chân không.
- Khi sóng cơ lan truyền, các phân tử vật chất chỉ dao động tại chổ, pha dao động và năng lượng sóng chuyển dời theo sóng.
- Trong môi trường đồng tính và đẳng hướng, tốc độ không đổi.
b. Sóng dọc: là sóng cơ có phương dao động trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được trong chất khí, lỏng, rắn. Ví dụ: Sóng âm trong không khí.
c. Sóng ngang: là sóng cơ có phương dđ vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang truyền được trong chất rắn và trên mặt chất lỏng.Ví dụ: Sóng trên mặt nước.
2. Các đặc trưng của sóng cơ:
a. Chu kì (tần số sóng): là đại lượng không thay đổi khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trương khác.
b. Biên độ sóng: là biên độ dđộng của một phần tử có sóng truyền qua.
c. Tốc độ truyền sóng: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường; phụ thuộc bản chất môi trường (VR > VL > VK) và nhiệt độ (nhiệt độ của môi trường tăng thì tốc độ lan truyền càng nhanh)
d. Bước sóng l(m): $\lambda =vT=\frac{v}{f}$: Với v(m/s); T(s); f(Hz) Þ l( m)
C1: là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha với nhau.
C2: là quãng đường sóng lan truyền trong một chu kì
e. Năng lượng sóng: Qtrình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
3. Phương trình truyền sóng
Độ lệch pha của 2 dđ tại 2 điểm cách nguồn: $\Delta \phi =2\pi \frac{\left| {{x}_{1}}-{{x}_{2}} \right|}{\lambda }=2\pi \frac{\Delta x}{\lambda }$
+ Cùng pha: $\Delta \phi =k2\pi $
+ Ngược pha: $\Delta \phi =(2k+1)\pi $
+ Vuông pha: $\Delta \phi =(2k+1)\frac{\pi }{2}$
Chú ý:
+ Nếu nguồn kích thích bằng dòng điện có tần số f thì sóng dđ với 2f.
+ Hai điểm gần nhau nhất cùng pha cách nhau 1 bước sóng
+ Hai điểm gần nhau nhất ngược pha cách nhau nửa bước sóng
+ Hai điểm gần nhau nhất vuông pha cách nhau một phần tư bước sóng
GIAO THOA SÓNG
1. Hiện tượng giao thoa sóng: là sự tổng hợp của 2 hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ biên độ sóng được tăng cường (cực đại giao thoa) hoặc triệt tiêu (cực tiểu giao thoa). Hiện tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng.
2. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp:
- Đk để có giao thoa: 2 nguồn sóng là 2 nguồn kết hợp
- Dao động cùng phương, cùng chu kỳ
- Có hiệu số pha không đổi theo thời gian
3. Phương trình: Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách nhau một khoảng l:
@ Độ lệch pha của 2 sóng từ 2 nguồn truyền tới M: 
4. Số điểm hoặc số đường dđ:
a. Hai nguồn dđ cùng pha
* Điểm dđ cực đại: d1 – d2 = kl (kÎZ)
$\Rightarrow $Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn): $\frac{-{{s}_{1}}{{s}_{2}}}{\lambda }
* Điểm dđ cực tiểu (không dđ): d1– d2 = (2k +1)$\frac{\lambda }{2}$= (k +$\frac{1}{2})\lambda $ (kÎZ)
$\Rightarrow $Số điểm (không tính 2 nguồn): $\frac{-{{s}_{1}}{{s}_{2}}}{\lambda }-\frac{1}{2}
b. Hai nguồn dđ ngược pha:
* Điểm dđ cực đại: d1 – d2 = (2k+1)$\frac{\lambda }{2}$ (k +$\frac{1}{2})\lambda $ (kÎZ)
$\Rightarrow $Số điểm (không tính 2 nguồn): $\frac{-{{s}_{1}}{{s}_{2}}}{\lambda }-\frac{1}{2}
* Điểm dđ cực tiểu (không dđ): d1 – d2 = kl (kÎZ)
$\Rightarrow $Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn): $\frac{-{{s}_{1}}{{s}_{2}}}{\lambda }
c. Hai nguồn dđ vuông pha: .png)
* Điểm cực đại có d2 – d1 = k\[\lambda \]+\[\lambda \]/4
$\Rightarrow $Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn AB là bằng nhau và bằng: $\frac{-{{s}_{1}}{{s}_{2}}}{\lambda }-\frac{1}{4}
B/ Bài tập
1. Chọn câu đúng. Sóng cơ học là:
A. sự lan truyền dao động của vật chất theo thời gian.
B. những dao động cơ học lan truyền trong một môi trường vật chất theo thời gian.
C. sự lan toả vật chất trong không gian.
D. sự lan truyền biên độ dao động của các phân tử vật chất theo thời gian
2. Chọn phát biểu đúng trong các lời phát biểu dưới đây:
A. Chu kỳ dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua gọi là chu kỳ sóng.
B. Đại lượng nghịch đảo của tần số góc gọi là tần số của sóng.
C. Vận tốc dao động của các phần tử vật chất gọi là vận tốc của sóng
D. Năng lượng của sóng luôn luôn không đổi trong quá trình truyền sóng.
3. Chọn câu đúng. Sóng ngang là sóng:
A. được truyền đi theo phương ngang.
B. có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.
C. được truyền theo phương thẳng đứng.
D. có phương dao động trùng với phương truyền sóng.
4. Chọn câu đúng. Sóng dọc là sóng:
A. được truyền đi theo phương ngang.
B. có phương dao động trùng với phương truyền sóng.
C. được truyền đi theo phương thẳng đứng.
D. có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.
5. Chọn câu đúng. Bước sóng là:
A. khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng và dao động cùng pha.
B. khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha trên phương truyền sóng.
C. khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng và dao động ngược pha.
D. quãng đường sóng truyền được trong một đơn vị thời gian.
6. Chọn phát biểu đúng trong các phát biểu sau:
A. Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ dao động của sóng.
B. Đối với một môi trường nhất định, bước sóng tỷ lệ nghịch với tần số của sóng.
C. Những điểm cách nhau một số nguyên lần bước sóng trên phương truyền sóng thì dao động cùng pha với nhau.
D. A, B, C đều đúng.
7. Chọn câu đúng.
Gọi d là khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng, v là vận tốc truyền sóng, f là tần số của sóng. Nếu $d=(2n+1)\frac{v}{2f}$; (n = 0, 1, 2,...); thì hai điểm đó:
A. dao động cùng pha.
B. dao động ngược pha.
C. dao động vuông pha.
D. Không xác định được.
8. Chọn câu đúng.
Gọi d là khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng, v là vận tốc truyền sóng, T là chu kỳ của sóng. Nếu $d=nvT$ (n = 0,1,2,...), thì hai điểm đó:
A. dao động cùng pha.
B. dao động ngược pha.
C. dao động vuông pha.
D. Không xác định được.
9. Chọn câu đúng. Vận tốc truyền của sóng trong môi trường phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây:
A. Tần số của sóng
B. Năng lượng của sóng
C. Bước sóng.
D. Bản chất của môi trường
10. Chọn câu đúng. Vận tốc truyền sóng không phụ thuộc vào:
A. Biên độ của sóng
B. Tần số của sóng
C. Biên độ của sóng và bản chất của môi trường
D. Tần số và biên độ của sóng
11. Chọn câu đúng. Nguồn kết hợp là hai nguồn dao động:
A. Cùng tần số.
B. Cùng pha.
C. Cùng tần số, cùng pha hoặc độ lệch pha không đổi theo thời gian.
D. Cùng tần số, cùng pha và cùng biên độ dao động.
12. Điều nào sau đây là đúng khi nói về năng lượng của sóng cơ học?
A. Trong quá trình truyền sóng, năng lượng của sóng luôn luôn là đại lượng không đổi.
B. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng
C. Trong quá trình truyền sóng, năng lượng sóng giảm tỷ lệ với quãng đường truyền sóng.
D. Trong quá trình truyền sóng, năng lượng sóng giảm tỷ lệ với bình phương quãng đường truyền sóng.
13. Điều nào sau đây là sai khi nói về năng lượng của sóng cơ học?
A. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
B. Khi sóng truyền từ một nguồn điểm trên mặt phẳng, năng lượng sóng giảm tỷ lệ với quãng đường truyền sóng.
C. Khi sóng truyền từ một nguồn điểm trong không gian, năng lượng sóng giảm tỷ lệ với bình phương quãng đường truyền sóng.
D. Năng lượng sóng luôn luôn không đổi trong quá trình truyền sóng.
14. Điều nào sau đây là sai khi nói về sóng âm?
A. Sóng âm là sóng cơ học dọc truyền được trong môi trường vật chất kể cả chân không.
B. Sóng âm có tần số nằm trong khoảng từ 16Hz đến 20000Hz.
C. Sóng âm không truyền được trong chân không.
D. Vận tốc truyền âm phụ thuộc nhiệt độ.
15. Chọn câu đúng. Âm sắc là đặc tính sinh lý của âm được hình thành dựa trên đặc tính vật lý của âm là:
A. Biên độ. B. Tần số.
C. Năng lượng âm. D. Biên độ và tần số.
Chúc các bạn học tốt – Ng.M.N
