Bài 8. Giao thoa sóng

VẬT LÝ 12 NÂNG CAO
NHẮC LẠI KIẾN THỨC
Biểu thức tính biên độ của dao động tổng hợp :
A2M = A21 + A22 + 2A1A2 cos
Biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị cực đại khi hai dao dao động cùng pha :  = 2k π

Biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị cực tiểu khi hai dao động ngược pha :  = ( 2k + 1 ) π
d
Dao tại M là tổng hợp là tổng hợp hai dao động do sóng tới và sóng phản xạ truyền tới.
=> Tạo thành sóng dừng : có những điểm đứng yên và những điểm dao động với biên độ cực đại trên sợi dây.
Điểm M trên mặt nước nhận đồng thời 2 sóng do S1 và S2 truyền tới thì tính chất dao động của điểm M như thế nào?
Trên mặt nước có tồn tại những điểm đứng yên và những điểm dao động với biên độ cực đại hay không?
NHẮC LẠI KIẾN THỨC
Phương trình sóng tại nguồn : u0 = Acosωt = Acos t
Phương trình sóng tại M sao cho OM = x là :
Biểu thức tính biên độ của dao động tổng :
A2M = A21 + A22 + 2A1A2 cos
Biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị cực đại khi hai dao dao động cùng :  = 2k π

Biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị cực đại khi hai dao động ngược pha :  = ( 2k + 1 ) π
Phương pháp lượng giác xác định dao động tổng hợp tại M:
Giả sử hai sóng từ S1 và S2 truyền tới M có dạng:
Dao động tổng hợp tại M là :
u = u1 + u2 =
VỊ TRÍ CÁC ĐIỂM CÓ BIÊN ĐỘ CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU
k = 1 => d2 - d1 = λ => quĩ tích là 1 đường hypebol liền nét
k = 2 => d2 - d1 = 2λ => quĩ tích là 1 đường hypebol liền nét
……………………………………………………………………..
k = 1 => d2 - d1 = 3λ/2 => quĩ tích là 1 đường hypebol đứt nét
k = 2 => d2 - d1 = 5λ/2 => quĩ tích là 1 đường hypebol đứt nét
……………………………………………………………………..
Quĩ tích các điểm dao động với biên độ cực đại là một họ đường hypebol xen kẽ với họ các đường hypebol các điểm dao động với biên độ cực tiểu ( được gọi là vân giao thoa )
Đặc biệt : Những cực đại ứng với k = 0 nằm trên đường thẳng là đường trung trực của S1S2
Hình ảnh vân giao thao khi hai sóng nước gặp nhau
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.
BỘ THÍ NGHIỆM GIAO THOA SÓNG
4.Sự nhiễu xạ:
M’
Sóng qua khe truyền lệch khỏi phương OM
M
4.Sự nhiễu xạ:
Nguồn sóng
Khe càng hẹp thì hiện tượng sóng lệch khỏi phương truyền thẳng càng rõ
Nêu khe có kích thước nhỏ hơn bước sóng thì sau khi đi qua khe,sóng có dạng hình tròn giống như chính khe đó là một tâm phát sóng mới
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.
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:

A.Một số nguyờn l?n bước sóng

B.Một số lẻ l?n nửa bước sóng

C.Một số nguyên lần nửa bước sóng

D.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 : Hiện tượng giao thoa sóng xảy ra khi có sự gặp nhau của hai sóng
A. xuất phát từ hai nguồn dao động cùng biên độ.
B. xuất phát từ hai nguồn truyền ngược chiều nhau.
C. xuất phát từ hai nguồn bất kì.
D. xuất phát từ hai nguồn sóng kết hợp cùng phương.
Câu 4: Trong một thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S1 và S2 dao động cùng tần số , cùng pha với bước sóng λ = 3m và biên độ A = 10cm. Điểm M cách mỗi nguồn một khoảng lần lượt là: d1 = 20m và d2 =21m.Biên độ dao động của điểm M là?
A. AM = 10cm
C. AM = 15cm
D. AM = 5cm
B. AM = 20cm
Trả lời
Câu 5 : Trong một thí nghiệm giao thoa trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S1 và S2 dao động với tần số f= 15Hz, cùng pha. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 30m/s. Điểm nào sau đây dao động sẽ có biên độ cực đại (d1 và d2 lần lượt là khoảng cách từ điểm đang xét đến S1 và S2):
A. M (d1 = 25m và d2 =20m)
B. N (d1 = 24m và d2 =21m)
C. O (d1 = 25m và d2 =21m)
D. P (d1=26m và d2=27m)
Trả lời
Tại O ta có : d2 – d1 = 21 – 25 = - 4 (m) = kλ ( k = - 2 )
=> Điểm O dao động với biên độ cực đại
Xác định được vị trí các điểm nút,điểm bụng.
Độ dài của bước sóng.
Biết tần số dao động ta còn tính được tốc độ truyền sóng.
Trả lời
C2
Trả lời
Gợn lồi gặp gợn lồi ( cùng pha ) : Dao động với biên độ cực đại.
b.Gợn lõm gặp gợn lõm ( cùng pha ) : Dao động với biên độ cực đại.

c.Gợn lồi gặp gợn lõm ( Ngược pha ) : Dao động với biên độ cực tiểu.
Đường lồi là đường nối các điểm dao động với biên độ cực đại
Đường lõm là đường nối các điểm dao động với biên độ cực tiểu.
Trả lời
Khi quan sát bằng mắt thường các điểm dao động với biên độ cực đại và cực tiểu di chuyển rất nhanh trên một đường hypebol nên ta có cảm giác như một đường liền nét.
Trả lời