Bài 8. Giao thoa sóng

RÕ
KHÔNG
Tại sao khi đứng giữa hai chiếc loa đang phát âm cùng tần số thì có những chỗ không nghe được âm, có những chỗ lại nghe rất rõ ?


Cho nước nhỏ giọt chậm, đều từ một vòi vào một chậu nước. Sau một lát, quan sát thấy các đường gợn cong dạng hypebol. Tại sao không phải là gợn tròn mà lại gợn cong ?

Bài học hôm nay sẽ giúp các em hiểu rõ những điều đã đặt ra ở trên !
Các em hãy quan sát thí nghiệm ảo sau đây và nêu nhận xét của em ?
Trong miền gặp nhau của hai sóng đồng bộ có những đường cong dạng hypebol dao động rất mạnh, xen kẻ những đường cong hypebol đứng yên.
Hãy thảo luận theo nhóm để trả lời câu hỏi 1 trong phiếu học tập !(Em thấy được những gì trong vùng gặp nhau của hai sóng ?)
Từng nhóm hãy thảo luận để giải thích tại sao trong miền gặp nhau của hai sóng nước lại có những đường cong đứng yên, xen kẽ những đường cong dao động rất mạnh ?( câu hỏi 2 ở phiếu )
Mỗi nguồn sóng phát ra một sóng có gợn sóng là những đường tròn đồng tâm.
Trong miền gặp nhau của hai sóng, có những điểm đứng yên là do hai sóng ở đó triệt tiêu lẫn nhau( một đỉnh sóng gặp một hõm sóng).
Những điểm dao động rất mạnh là do hai sóng ở những điểm đó gặp nhau tăng cường lẫn nhau( hai đỉnh sóng hoặc hai hõm sóng gặp nhau). Những hình ảnh quan sát được là hiện tượng giao thoa.
Mời các em suy nghĩ để trả lời câu C1 ?
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 đó gọi là các vân giao thoa.
Hãy giải thích câu hỏi mà thầy đã đặt ra
từ đầu giờ ?
M
S1
d1
d2
S2
Giả sử sóng tại hai nguồn có dạng
Xét điểm M nằm trong vùng giao thoa lần lượt cách các nguồn S1 và S2 các khoảng d1; d2.
Sóng tại M do S1 truyền đến :

Sóng tại M do S2 truyền đến :
Dao động của phần tử tại M là tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng chu kỳ :

Vậy : Dao động của phần tử tại M là dao động điều hoà cùng chu kỳ với hai nguồn và có biên độ là

Nhìn vào biểu thức biên độ sóng tổng hợp tại M, em thấy biên độ phụ thuộc yếu tố nào đáng chú ý ?
Theo nhóm hãy thảo luận để trả lời câu hỏi 3 trong phiếu học tập ?
Vậy : những điểm tại đó sóng tổng hợp 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 các điểm đó là những vân giao thoa cực đại.
Những điểm dđ cực đại thoả mãn :
Tương tự như trên
Những điểm đứng yên thoả mãn :

Vậy : những điểm tại đó dao động triệt tiêu ( đứng yên) là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nửa nguyên lần bước sóng. Quỹ tích các điểm đó là những vân giao thoa cực tiểu.
A
B
M
N
Q
H
Các công thức 8.2 và 8.3 chỉ đúng
trong trường hợp nào ?
Hai nguồn sóng kết hợp là hai nguồn : cùng phương, cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian. Sóng do chúng tạo ra là hai sóng kết hợp.
Điều kiện để có giao thoa sóng là hai sóng gặp nhau phải thoả mãn điều kiện hai sóng kết hợp.
Chú ý : Nếu hai nguồn ngược pha nhau thì các điểm trên đường trung trực của S1S2 sẽ là vân cực tiểu chứ không phải vân cực đại.
Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng, có ý nghĩa thực tiễn : mọi quá trình sóng đều có thể gây ra hiện tượng giao thoa. Ngược lại, ở đâu có hiện tượng giao thoa thì ở đó phải có quá trình sóng. Đó chính là cơ sở để khẳng định sự truyền ánh sáng là sự truyền sóng. Ánh sáng cũng là sóng điện từ
Các kiến thức cần nhớ hôm nay :
Định nghĩa hiện tượng giao thoa, bản chất của hiện tượng đó là gì ?
Nêu được điều kiện để có giao thoa sóng.
Viết được biểu thức sóng giao thoa tại một điểm, vận dụng tìm biên độ sóng giao thoa, vị trí các điểm dao động với biên độ cực đại, vị trí các điểm đứng yên; số điểm cực đại cực tiểu trên đoạn thẳng giữa hai nguồn.

Câu 1. Vận tốc truyền sóng nước là 100cm/s. Một điểm M nằm trong vùng giữa hai nguồn kết hợp ở trên mặt nước (tần số 10 Hz, biên độ 3 cm) cách hai nguồn lần lượt d1 = 30 cm, d2 = 45 cm. Sóng giao thoa tại M
có biên độ cực đại. B. có biên độ bằng 0.
C. có biên độ 3 cm. D. có biên độ 6 cm.
B
Câu 2. Khoảng cách giữa hai cực đại giao thoa cạnh nhau trên đoạn thẳng S1S2 giữa hai nguồn kết hợp là

C
Bài tập về nhà :
SGK : 5; 6; 7; 8
SBT VL : 8.1 đến 8.5