Bài 7. Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Xin chào các thầy cô giáo
và các em học sinh thân mến!




Chương II: Sóng cơ và sóng âm


Tiết 12: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ


1/ Thí nghiệm về sóng cơ
Dụng cụ thí nghiệm
Tiến hành
Hiện tượng

Thanh kim loại mảnh, đàn hồi, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn kim nhọn tiếp xúc với mặt nước đựng trong khay rộng
Trên mặt nước thả một chiếc phao nhỏ
Gõ vào thanh kim loại làm thanh dao động
Điểm tiếp xúc của kim nhọn với mặt nước hình thành sóng nước lan truyền trên mặt nước theo những đường tròn ngày càng rộng
Sóng truyền đến phao làm phao dao động tại chỗ
2/ Định nghĩa:
Sóng cơ là dao động được lan truyền trong môi trường vật chất
Cơ chế hình thành sóng cơ:
Do tương tác phân tử mà dao động được lan truyền trong môi trường vật chất
Thực chất của quá trình truyền sóng
là truyền pha dao động, còn các phần tử vật chất chỉ dao động tại chỗ
3/ Phân loại:
sóng cơ được phân thành hai loại sóng ngang và sóng dọc:
Sóng ngang:
Phương dao động của các phần tử vật chất vuông góc với phương truyền sóng
Ví dụ: sóng nước
Sóng dọc:
Phương dao động trùng với phương truyền sóng
Ví dụ: Sóng truyền trên một lò xo
Sóng âm
4/ Các đại lượng đặc trưng của sóng
Biên độ của sóng (A):
Biên độ của sóng tại mỗi điểm là biên độ dao động của phần tử vật chất tại đó khi có sóng truyền qua
Chu kỳ của sóng (T):
Chu kỳ dao động của một phần tử vật chất khi có sóng truyền qua
Chu kỳ dao động của các phần tử là như nhau
Tốc độ truyền sóng(v):
Tốc độ truyền pha dao động
Tốc độ truyền sóng không đổi trong một môi trường vật chất và như nhau theo các hướng khác nhau
Bước sóng (?):
Là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha với nhau
Là quãng đường sóng truyền đi được trong thời gian một chu kỳ của sóng
? = v. T = v/ f
Năng lượng sóng:
Năng lượng dao động của phần tử vật chất
Năng lượng sóng tại mỗi điểm tỷ lệ với bình phương biên độ sóng tại đó


5/ Phương trình sóng:
Giả sử sóng truyền từ O theo phương Oy với tốc độ v
phương trình sóng tại nguồn o: x = a. cos(?t)
Viết phương trình sóng tại M cách O một khoảng l?
Bài giải:
Coi biên độ sóng không đổi: aM = a
Thời gian truyền sóng từ O đến M: l/v
Pha dao động của M ở thời điểm t bằng pha dao động của O ở thời điểm t` = t - l/v
vì vậy phương trình dao động tại M là:
xM = a. cos ?(t - l/v)
Độ lệch pha của sóng tại hai điểm M, N cách nhau một khoảng d trên phương truyền sóng:
?? = ?.d / v = 2?d /?



Nhận xét:
+ Những điểm cách nhau số nguyên lần bước sóng d = n.? dao động cùng pha với nhau ?? = 2n?
+ Những điểm cách nhau số lẻ lần nửa bước sóng d = (2n + 1) ?/ 2 dao động ngược pha nhau ?? = (2n + 1)?


Bài 1. Cho một sóng cơ học ngang. Tại một thời điểm t sóng có dạng như hình vẽ. Phần tử A dao động có vận tốc v như hình vẽ. Hãy chọn câu trả lời đúng về sóng truyền về phía nào?
A. Sóng truyền về bên phải
B. Sóng truyền về bên trái.
C. Sóng truyền về phía cùng hướng với v.
D. Sóng truyền về phía ngược hướng với v

Bài tập 2:
Một âm thoa dao động với tần số f = 10Hz tạo nên sóng trên mặt nước. Khoảng cách giữa 3 ngọn sóng liên tiếp là 12cm. vận tốc truyền sóng trên mặt nước là:
A. v = 60cm/s
B. v = 40cm/s.
C. v = 0,6cm/s.
D. v = 0,4cm/s.
Bài giải:
Khoảng cách giữa 3 ngọn sóng liên tiếp bằng 2 lần bước sóng
2? = 12cm => ? = 6cm
v = ? .f = 6.10 = 60cm/s
Bài tập 3:
Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển, thấy nó nhô cao 6 lần trong 15s. Coi sóng biển là sóng ngang. Chu kì dao động của sóng biển là:
A. T = 2,5s.
B. T = 3s.
C. T = 5s.
D. 6s.
Bài tập 4:
Sóng truyền từ O đến M với bước sóng ? = 30cm. Biết M cách O một khoảng 15cm. Sóng tại M có tính chất nào sau đây so với sóng tại O?
A. Cùng pha với sóng tại O.
B. Ngược pha với sóng tại O.
C. Trễ pha hơn sóng tại O một lượng là 3?/2.
D. Lệch pha một lượng ?/2 so với sóng tại O.
Bài giải:
Độ lệch pha của sóng tại O và M:
?? = 2?d/? = ?
Sóng tại M ngược pha với sóng tại O


Thân ái chào tạm biệt!