Bài 8. Giao thoa sóng

Trường THPT yên phong số 1
Giáo viên: Ngô Quý Toàn
Tổ: Vật Lý - Công nghệ
Kiểm tra bài cũ
Câu 1: Viết biểu thức liên hệ giữa bước sóng, tần số và tốc độ truyền sóng?
Câu 2: Giả sử phương trình sóng tại nguồn 0 có dạng:
Viết phương trình sóng tại M nằm trên phương truyền sóng và cách 0 một khoảng x?
Tiết 14: Giao Thoa Sóng
I. Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước:
Thí nghiệm:
+ Bố trí thí nghiệm: H. 8.1
+ Tiến hành thí nghiệm: Gõ nhẹ để cần rung dao động
+ Kết quả thí nghiệm: Trên mặt nước xuất hiện một loạt các gợn sóng "ổn định" có hình các đường hypebol và có tiêu điểm S1, 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 8.3 biểu diễn chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu nhau? Tăng cường lẫn nhau?
Nếu bố trí thí nghiệm như hình 8.3:
Kết luận:
Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng. Các gợn sóng có hình hypebol gọi là các vân giao thoa.
II. Cực đại và cực tiểu:
1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa:
Chọn gốc thời gian để phương trình dao động tại hai nguồn là:
Phương trình sóng tại M do S1 truyền đến là:
Phương trình sóng tại M do S2 truyền đến là:
Phương trình sóng tại M là sự tổng hợp của hai sóng:
Dao động của phần tử tại M là dao động điều hoà cùng tần số với hai nguồn và có biên độ là:
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
III. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp:
Để có các vân giao thoa ổn định thì hai nguồn sóng phải:
Dao động cùng phương, cùng tần số (chu kì)
Có hiệu số pha không đổi theo thời gian
Hai nguồn như vậy gọi là hai nguồn sóng kết hợp, chúng tạo ra hai sóng kết hợp.
Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng. Mọi quá trình sóng đều có thể gây ra hiện tượng giao thoa và quá trình nào gây ra được hiện tượng giao thoa tất yếu là một quá trình sóng.
Trả lời câu hỏi C2?
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?
BTVN: 5 - 8 ( SGK); 8.1 - 8.7 (SBT)