Bài 8. Giao thoa sóng

GIÁO VIÊN:
NGUYỄN VĂN THỦY
I. Điều kiện để có giao thoa :
Để có giao thoa sóng thì:
+ Hai nguồn sóng phải cùng phương, cùng chu kỳ
( hoặc cùng tần số )
+ Hai nguồn sóng có độ lệch pha  không đổi theo thời gian
Bài 8: GIAO THOA SÓNG
II. Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước:
1- Thí nghiệm:
a- Dụng cụ:
+ Khay chứa nước
+ Cần rung chữ T có 2 mũi nhọn S1, S2

b. Tiến hành:
Cần rung chữ T rung, sao cho 2 mũi nhọn S1, S2 chạm nhẹ vào mặt nước
c. Kết quả: Trên mặt nước có những gợn sóng ổn định
hình các đường hypebol có tiêu điểm S1, S2 .
d. Giải thích:
Những đường cong hypebol (liền nét) dao động với biên độ cực đại ( 2 sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau, gợn lồi )
Những đường cong hypebol (đứt nét ) dao động với biên độ cực tiểu đứng yên ( 2 sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau, gợn lõm)
Kết luận: Hiện tượng 2 sóng gặp nhau tạo nên các gợn
sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của 2 sóng .
Các gợn sóng gọi là các vân giao thoa
*Vân cực đại giao thoa gồm 1 đường thẳng là trung trực của S1S2 và hệ các hypebol nhận S1, S2 làm tiêu điểm
*Vân cực tiểu giao thoa gồm hệ các hypebol nhận S1, S2 làm tiêu điểm
Xét đi?m M trên m?t ný?c
Giả sử các nguồn S1, S2 dao động theo cỏc phương trình:
Sóng từ S1 truyền đến M có PT
II. Cực đại và cực tiểu
1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa
Gọi M là một điểm trong vùng giao thoa lần lượt cách S1 , S2 những đoạn d1 = S1M và d2 = S2M
Sóng từ S2 truyền đến M có PT
uM = u1M + u2M
Độ lêch pha của 2 sóng từ 2 nguồn truyền tới tại M:
;
Phương trình giao thoa sóng tại M
Biên độ giao thoa sóng tại M phụ thuộc váo vị trí của điểm M
* Dao động tại M trễ pha so với
dao động tại 2 nguồn một lượng:
* M dao động với biên độ cực đại AM = Amax khi:
tức  = 2k => d2- d1 = k .
Trong đó k = 0, 1, 2..., k số nguyên
* M dao động với biên độ cực tiểu AM = A min khi:
d = d1 – d2 : Gọi là hiệu đường đi của hai sóng
Trong đó k = 0, 1, 2...,
k số nguyên
=> d2- d1 = ( 2k + 1)  /2 .
Để tìm số điểm dao động cực đại ( NCD ) trên đoạn S1S2
dựa vào ĐK : - S1S2 < d2 – d1 < S1S2 và  = 2k
Hay nếu l = S1S2
và số điểm dao động cực đại là:
thì vị trí các điểm cực đại là:
Hình ảnh giao thoa sóng nước
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
b. Thí nghiệm kiểm tra.
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
b. Thí nghiệm kiểm tra.
Bộ thí nghiệm về sóng trên mặt nước
Bộ thí nghiệm gồm có:
- Giá thí nghiệm
- Gương phẳng
- Bộ rung
- Cần tạo sóng
- Thanh chắn sóng
- Nguồn sáng
- Biến thế nguồn
- Dây nối
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
b. Thí nghiệm kiểm tra.
Tiến hành: Cho cần rung dao động
Dụng cụ: Cần rung có gắn hai mũi nhọn S1, S2 cách nhau vài cm, chậu nước
Kết quả: trên mặt nước có những gợn sóng ổn định hình các đường hypebol có tiêu điểm S1, S2
Hình ảnh giao thoa sóng nước
1.Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
a. Dự đoán hiện tượng
b. Thí nghiệm kiểm tra
* Hai nguồn dao động có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp.
?Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo ra gọi là hai sóng kết hợp.
Kết luận:
Hiện tượng hai sóng kết hợp , khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường nhau, hoặc làm yếu nhau được gọi là sự giao thoa sóng.
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
Dự đoán hiện tượng
b) Thí nghiệm kiểm tra
Kết luận: Hiện tượng hai sóng kết hợp , khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường nhau, hoặc làm yếu nhau được gọi là sự giao thoa sóng.
2. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa -Các đường cong cố định trên mặt nước nối các điểm có biên độ dao động cực đại hoặc cực tiểu gọi là vân giao thoa
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
Kết luận: Hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng cường nhau, hoặc làm yếu nhau được gọi là sự giao thoa sóng.
2. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa Là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng phương dao động và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
3. ứng dụng: Giải thích các quá trình sóng, ở đâu có giao thoa ta nói ở đó có quá trình sóng.
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
4.Sự nhiễu xạ:
Hiện tượng sóng khi gặp vật cản thì đi lệch khỏi phương truyền thẳng của sóng và đi vòng qua vật cản gọi là sự nhiễu xạ của sóng.
4.Sự nhiễu xạ:
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
4.Sự nhiễu xạ:
Nguồn sóng
Sóng nhiễu xạ qua khe hẹp
1.Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
2.Điều kiện để có hiện tượng giao thoa
3. ứng dụng: Giải thích các quá trình sóng, ở đâu có giao thoa ta nói ở đó có quá trình sóng.
4.Sự nhiễu xạ: Hiện tượng sóng khi gặp vật cản thì đi lệch khỏi phương truyền thẳng của sóng và đi vòng qua vật cản gọi là sự nhiễu xạ của sóng.
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
I.HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA SÓNG MẶT NƯỚC
II. CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU
1.Dao động của điểm trong vùng giao thoa
III. ĐIỀU KIỆN GIAO THOA.
Hai sóng kết hợp và cùng phương
1. Thí nghiệm
2. Giải thích


1.Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động có:
A. cùng tần số.
B. cùng pha.
C. cùng tần số, cùng pha hay độ lệch pha không đổi theo thời gian.
D. cùng tần số, cùng pha và cùng biện dộ.
2. Hiện tượng giao thoa là hiện tượng
A. Giao của hai sóng tại một điểm của môi trường
B. Tổng hợp 2 dao động
C. Tạo thành các gợn lồi, lõm
D. Hai sóng gặp nhau có những điểm chúng luôn
tăng cường nhau, có những điểm chúng luôn
triệt tiêu nhau
Củng cố.
Củng cố.
Bài tập : Mũi nhọn S1 dao động điều hòa với tần số f = 40Hz, biên độ a = 2cm, chạm thẳng đứng vào mặt nước yên lặng tạo ra sóng trên mặt nước. Khoảng cách giữa hai gợn sóng (hai gợn lồi) liên tiếp là 20cm. Xem biên độ sóng không đổi trên mặt nước.
1.Tìm bước sóng, vận tốc truyền sóng, viết phương trình dao động của S1. Chọn t = 0 khi S1 qua vị trí cân bằng theo chiều dương.
2. Viết phương trình dao động tại M nằm trên mặt thoáng cách S1 một đoạn d = 25cm. Dao động của M lệch pha như thế nào so với nguồn S1.
3. Mũi nhọn S2 dao động điều hòa giống hệt S1 và chạm vào mặt nước tại S2 cách S1 một đoạn 12cm.
a. Mô tả hình ảnh quan sát được trên mặt nước.
b. Tính số gợn cực đại (gợn lồi) và số gợn cực tiểu ( gợn lõm) có trong khoảng S1 và S2.
2. Giải thích:
Mỗi nguồn sóng phát ra một sóng có gợn sóng là
những đường tròn đồng tâm. Những đường tròn nét liền miêu tả đỉnh sóng. Những đường tròn nét đứt miêu tả hõm sóng. Trong miền hai sóng gặp nhau, có những điểm đứng yên do hai sóng gặp nhau ở đó triệt tiêu nhau. Có những điểm dao động rất mạnh do hai sóng gặp nhau ở đó tăng cường nhau. Những điểm đứng yên hợp thành hypebol nét đứt, những điểm dao động rất mạnh hợp thành hypebol nét liền.
C1: Những điểm nào trên hình v? biểu diễn chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu nhau? Tăng cường lẫn nhau?
Các vân giao thoa
2. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa:
Vị trí các cực đại giao thoa:
Những điểm tại đó dao động có biên độ cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng
Quỹ tích của các điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S1; S2 - gọi là những vân giao thoa cực đại
b. Vị trí các cực tiểu giao thoa:
Những điểm tại đó dao động triệt tiêu là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nửa nguyên lần bước sóng
Quỹ tích của các điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S1; S2 - gọi là những vân giao thoa cực tiểu
Củng cố:
Câu 1: Chọn câu đúng: Hai sóng phát ra từ hai nguồn đồng bộ. Cực đại giao thoa nằm tại các điểm có hiệu khoảng cách tới hai nguồn bằng:
Một bội số của bước sóng
Một bội số lẻ của nửa bước sóng
Một số nguyên lần nửa bước sóng
Một số nửa nguyên lần bước sóng
Câu 2: Chọn câu đúng: Hai nguồn sóng đồng bộ S1, S2 trên mặt nước. M và N là hai đểm trêm mặt nước có hiệu khoảng cách tới hai nguồn S1, S2 bằng một số bán nguyên lần bước sóng.
A. Các phần tử nước ở M và N đều dao động
B. Các phần tử nước ở M và N đều đứng yên
C. Các phần tử nước ở M đứng yên, ở N dao động
D. Các phần tử nước ở N đứng yên, ở M dao động
Câu 3: Cho phương trình sóng tại hai nguồn là:
Biết bước sóng bằng 1 cm. Phương trình sóng tại M cách S1 một khoảng 2 cm, cách S2 một khoảng 4 cm là?