Bài 9. Sóng dừng

1.1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định
Thí nghiệm:
Dùng một sợi dây mềm PQ dài chừng 2m, đầu Q gắn vào tường và căng ngang, cho đầu P dao động theo phương thẳng đứng .
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG
P
Q
Khi phản xạ trên vật cản cố ®Þnh, biến dạng
của dây như thế nào ?
P
Q
1.1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định
Thí nghiệm
Quá trình gì sẽ xảy ra nếu cho P dao động điều hòa ?
Đến Q Sóng đó bị phản xạ trở lại
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG
Vậy, khi phản xạ trên vật cản cố định, pha của sóng phản xạ và sóng tới như thế nào với nhau?
1.2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do
Thí nghiệm:
- Cầm đầu P để sợi dây thõng xuống theo đường thẳng đứng. Cho đầu P của sợi dây dao động. Khi biến dạng truyền đến Q, hiện tượng sẽ xãy ra như thế nào?
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG
Biến dạng không đổi chiều, suy ra sóng phản xạ cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
Biến dạng của dây có đổi chiều không? Từ đó nhận xét về pha của sóng tới và sóng phản xạ.
P
Q
a. Quan sát hiện tượng:
II. SÓNG DỪNG
Như vậy: với tần số thích hợp ? trên dây xuất hiện những điểm đứng yên xếp xen kẽ đều đặn với những điểm dao động với biên độ cực đại. Đó là hiện tượng sóng dừng
Những điểm đứng yên gọi là điểm nút
Những điểm dao động với biên độ cực đại gọi là điểm bụng
II. SÓNG DỪNG
Giả sử tại thời điểm t sóng tới truyền đến B một dao động theo phương trình :
Vì sóng tới qua M trước nên phương trình dao động tại M do sóng tới truyền đến là:
b. Giải tích sự tạo thành sóng dừng trên dây:
II. SÓNG DỪNG
1) Khảo sát sự tạo thành sóng dừng trên dây
Phương trình dao động tại B do sóng phản xạ gây ra là:
Phương trình dao động tại M do sóng phản xạ truyền đến là:
II. SÓNG DỪNG
Phương trình dao động tại M là tổng:
II. SÓNG DỪNG
M dao động với tần số f và biên độ là:
II. SÓNG DỪNG
Nếu:
Thì biên độ dao động tại M bằng 0 => tại M là nút
Nếu:
Thì biên độ dao động tại M có giá trị cực đại (2A) => tại M là bụng
=> khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng kế tiếp nhau là
II. SÓNG DỪNG
c. Điều kiện để có sóng dừng
Chiều dài của dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng :
Với n= 1, 2, 3 .
Nếu hai đầu dây là cố định:
II. SÓNG DỪNG
c. Điều kiện để có sóng dừng
Đối với dây có một đầu tự do
Chiều dài của dây bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng
Với m = 1, 3, 5 .
+Sóng dừng là sóng có nút sóng và bụng sóng cố định trong không gian
+ Điều kiện để có sóng dừng trên dây hai đầu cố định :
(k = số bụng = số nút -1)

+ Một đầu là nút sóng một đầu là bụng sóng:


Số bó sóng nguyên = k
Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1



III. TĨM T?T N?I DUNG B�I H?C
1/Chọn câu đúng.
Trong hệ sóng dừng trên một sợi dây, khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp bằng
A. một bước sóng.
B. hai bước sóng.
C. một phần tư bước sóng.
D. một nửa bước sóng.
. B�I T?P C?NG C?
ĐÁP ÁN: D
2/Chọn câu đúng.
Tại điểm phản xạ thì sóng phản xạ
A. luụn ngu?c pha v?i súng t?i.
B. ngu?c pha v?i súng t?i n?u v?t c?n c? d?nh.
C. ngu?c pha v?i súng t?i n?u v?t c?n t? do.
D. cựng pha v?i súng t?i n?u v?t c?n l� c? d?nh.
ĐÁP ÁN: B
3/Một dây đàn hồi PQ dài 1m căng ngang, Q cố định, P gắn vào bản rung dao động với tần số f = 50 Hz tạo ra sóng ngang trên PQ. Ta đếm được từ P đến Q có 5 nút. Tìm tốc độ truyền sóng trên PQ?
Trên PQ có sóng dừng với 5 nút , do đó có k = 4 bó sóng



Tốc độ truyền sóng trên dây PQ là:

BÀI TẬP VẬN DỤNG:
BÀI TẬP VẬNDỤNG:
Câu 4: Một sợi dây dài 120 cm, đầu B cố đinh, đầu A gắn với một nhánh âm thoa dao động với tần số 40 Hz. Biết vận tốc truyền sóng
v = 32 m/s, đầu A nằm tại một nút sóng dừng. Số bụng sóng dừng trên dây là:
A. 3
B. 5
C. 5
D. 5
Giải:
ĐÁP ÁN A
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
ĐỌC KĨ BÀI HỌC TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI SGK TRANG 49
LÀM BÀI TẬP 7-10 (TR 49)
LÀM THÊM CÁC BÀI TẬP TRONG ĐỀ CƯƠNG PHẦN SÓNG DỪNG
ĐỌC TRƯỚC BÀI “ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA ÂM”