Bài giảng thay SGK VL 12

Hội nghị bồi dưỡng thay SGK lớp 12
Môn Vật lý
Chương :
Sóng cơ(NC)
Sóng cơ và sóng âm(CB)
Nội dung
Giới thiệu về chương trình sóng cơ trong SGK mới
Làm rõ một số nội dung kiến thức của chương
Giới thiệu các thí nghiệm trong chương trình
1. Mức độ cần đạt:
Kiến thức
- Nêu được sóng cơ học, sóng dọc, sóng ngang là gì và cho ví dụ về các loại sóng này.
- Phát biểu được các định nghĩa về tốc độ sóng, tần số sóng, bước sóng, biên độ sóng, năng lượng sóng.
- Thiết lập được phương trình sóng.
- Nêu được sóng âm, âm thanh, siêu âm, hạ âm là gì.
- Nêu được nhạc âm, âm cơ bản, hoạ âm là gì.
- Nêu được cường độ âm, mức cường độ âm là gì và nêu được đơn vị đo mức cường độ âm.
- Nêu được mối liên hệ giữa các đặc trưng sinh lý của âm (độ cao, độ to và âm sắc) với các đặc trưng vật lý của âm.
- Nêu được hiệu ứng Đốp-ple là gì và viết được công thức về sự biến đổi tần số của sóng âm trong hiệu ứng này.
Nêu được hiện tượng giao thoa của hai sóng là gì.
Nêu được các điều kiện để có thể xảy ra hiện tượng giao thoa.
Thiết lập được công thức xác định vị trí của các điểm có biên độ dao động cực đại và các điểm có biên độ giao động cực tiểu trong miền giao thoa của hai sóng.
Mô tả được hình dạng các vân giao thoa đối với sóng trên mặt chất lỏng.
Nêu được đặc điểm của sóng dừng , nguyên nhân tạo ra sóng dừng. Nêu được điều kiện xuất hiện sóng dừng trên sợi dây.
Nêu được tác dụng của hộp cộng hưởng âm.



Kỹ năng:

Viết được phương trình sóng
Vận dụng được công thức tính mức cường độ âm.
Giải được các bài tập đơn giản về hiệu ứng Đốpple.
Giải được các bài tập về giao thoa của hai sóng và về sóng dừng trên sợi dây.
Xác định được bước sóng hoặc tốc độ truyền âm bằng phương pháp sóng dừng.
2. TH?I LU?NG
CHUẨN : 9 TIẾT
LT : 6
TH: 0
BT: 2
KT: 1
NÂNG CAO: 12 TIẾT
LT:8
TH:2
BT:3
KT:0

Dự kiến phân phối chương trình
Chuẩn
Bài 7. sóng cơ và sự truyền sóng cơ(2t)
Bài 8 . Giao thoa sóng(1t)
Bài 9. Sóng dừng(1t)
Bài 10. Đặc trưng vật lý của âm(1t)
Bài 11. Đặc trưng sinh lý của âm(1t)
Bài tập(2t)
Kiểm tra(1t)
Nâng cao
Bài 14.Sóng cơ. Phương trình sóng(2t)
Bài 15. Phản xạ sóng,sóng dừng(1t)
Bài 16. Giao thoa sóng(1t)
Bài 17. Sóng âm. Nguồn nhạc âm(2t)
Bài 18. Hiệu ứng Đốp-ple(1t)
Bài 19. Bài tập về sóng cơ(2t)
Thực hành: Xác định tốc độ truyền âm(2t)


Đưa vấn đề giao thoa sóng và sóng dừng lên phần sóng cơ, trước khi nghiên cứu sóng âm
3. Trình tự các vấn đề nghiên cứu

4. Những bài có nội dung mới so với chương trình cũ
NÂNG CAO
Bài 14: Sóng cơ
- Phương trÌnh sóng.
Bài 15: Phản xạ sóng. Sóng dừng
- Giải thích sự tạo thành sóng dừng trên dây
- Sự phản xạ của sóng trên vật cản cố định, tự do
Điều kiện có sóng dừng trên một dây 2 đầu cố định, một đầu cố định
Bài 16: Giao thoa sóng
- Nhiễu xạ của sóng
Bài 17: Sóng âm. Nguồn nhạc âm
Nguồn nhạc âm
Bài 18: Hiệu ứng Đốp-ple
CƠ BẢN
Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ
-Phương trÌnh sóng.
Bài 8. Giao thoa sóng
- Thành lập phương trình dao động tổng hợp của một điểm
Bài 9: Sóng dừng
- Sự phản xạ của sóng trên vật cản cố định, tự do
Điều kiện có sóng dừng trên một dây 2 đầu cố định, một đầu cố định
Phương trình sóng
Lập phương trình sóng
Dao động truyền từ x đến M với vận tốc v, mất một thời gian, nghĩa là li độ của sóng tại M lúc t bằng li độ ở 0 lúc:
+ Nếu sóng truyền theo chiều dương của trục ox
+ Nếu sóng truyền theo chiều ngược với chiều dương của trục ox
Do đó:
Phản xạ sóng.Sóng dừng
Phản xạ sóng:
Vật cản cố định
Vật cản tự do
Sóng đến mặt phân cách 2 môi trường (KLR khác nhau)
Sóng chuyển từ một mẫu sóng này sang một mẫu sóng khác( VD: Từ mẫu sóng phẳng sang mẫu sóng cầu)
2. Dự đoán lí thuyết về sóng dừng(NC)
Tại O dao động truyền đến có phương trình:
Sóng tới tại M ngược chiều với ox có phương trình:
Sóng phản xạ tại B có li độ đổi chiều
Sóng phản xạ tại M cùng chiều ox có phương trình:
Dao động tổng hợp ở M có phương trình:
M
●
Áp dụng công thức lượng giác
Tại M phần tử sóng dao động với cùng chu kì T và với biên độ không đổi là:
Tại M phần tử sóng dao động với cùng chu kì T và với biên độ không đổi là:
Biên độ a phụ thuộc vào khoảng cách từ M đến đầu cố định B.
Khoảng cách 2 điểm nút liên tiếp:
Điểm Nút
Điểm bụng
Điều kiện để có sóng dừng
1. Với dây 2 đầu cố định, hai đầu dây là hai nút. Vậy chiều dài của dây bằng 1 số nguyên lần nửa bước sóng.
với n = 1, 2, 3 …
2. Đối với dây một đầu cố định, một đầu tự do không khảo sát chi tiết, chỉ áp dụng kết quả trên dây có những điểm nút, bụng cộng thêm nhận xét là đầu tự do phải là 1 bụng. Do đó điều kiện để có sóng dừng là:
với n = 1, 3,5…
hoặc viết cách khác
với n = 1, 3,5…
với k = 0, 1, 2, 3 …
Hai điều cần lưu ý để phân biệt sóng đang chạy và sóng dừng
Công thức sóng chạy:
Công thức sóng dừng:
 Về biên độ: tất cả các điểm trên sóng chạy đều dao động với cùng biên độ A không phụ thuộc tọa độ x.
Còn với sóng dùng: mỗi điểm của sóng có một biên độ, phụ thuộc d.
 Về pha:
- Với sóng chạy, các điểm nằm trong một bước sóng có một pha khác nhau phụ thuộc vào tọa độ x.
- Với sóng dừng, tất cả các điểm nằm trong một bụng sóng đều dao động cùng pha (cùng lên, cùng xuống). Đi qua một nút sóng thì đổi pha ngược lại.
Sóng âm. Nguồn nhạc âm
1. Sóng âm: cả 2 sách về cơ bản giống sách giáo khoa cũ.
2. Nguồn nhạc âm: SGK nâng cao khảo sát chi tiết về đàn dây.
Khi gẩy đàn, tùy theo lực căng dây và khối lượng riêng của dây mà tốc độ truyền dao động khác nhau .
.
.
Trên dây sẽ có sóng dừng nếu chiều dài của dây
với v = f. Vậy dây sẽ phát ra âm có tần số.
với n = 1, 2, 3…
Như vậy dây sẽ đồng thời phát ra nhiều âm có tần số khác nhau:
Ống sáo
Chương trình không yêu cầu nghiên cứu ống sáo. Nhưng nếu không biết qua về ống sáo thì không thể hiểu được hộp cộng hưởng và nguyên nhân tạo thành âm sắc khác nhau của các cây đàn dây.
a) Ống sáo: giống sợi dây một đầu cố định, một đầu tự do, có sóng dừng khi chiều dài ống sáo là:
với m = 1, 3, 5 …
ứng với tần số
b) Hộp cộng hưởng có một đầu hở giống như ống sáo, tùy theo chiều dài l cộng hưởng với một tần số xác định.
c) Hộp đàn có kích thước không đều, có thể cộng hưởng với nhiều âm có tần số khác nhau, tạo thành âm có âm sắc riêng.
Hiệu ứng §ốp – ple (NC)
Đây là một bài hoàn toàn mới, chỉ có trong chương trình nâng cao.
Hiện tượng khá phức tạp, khó nhận biết trong thực tế.
Cần phải có thí nghiệm để giúp học sinh cảm nhận được hiện tượng tần số âm thay đổi khi giữa nguồn âm và máy thu có chuyển động tương đối (hình 18.1. SGK mới).
Lí thuyết về hiệu ứng Đốp-ple khá phức tạp. HS chỉ cần hiểu cách lập luận chứ không cần nhớ.
Giáo viên chỉ cần trình bày 2 trường hợp (như SGK)
Trường hợp: Người quan sát lại gần hoặc ra xa nguồn S:
với 2 trường hợp còn lại thì thừa nhận công thức.



Khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng:
Tần số sóng:
Tốc độ dịch chuyển của người so với 1 đỉnh sóng (bằng tốc độ dịch chuyển của một đỉnh sóng so với người quan sát):
Giới thiệu một số thí nghiệm ảo phần sóng cơ
Một số thí nghiệm ảo
Sóng dừng trên dây và lò xo
Đo vận tốc sóng âm trong không khí