Chuyên đề luyện thi ĐH 2019 - Chương 2 Sóng cơ

Chương 2: SÓNG CƠ – SÓNG ÂM
Chủ đề 3. GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC

1. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐIỀU KIỆN GIAO THOA
Phương pháp giải
1) Điều kiện cực đại cực tiểu
Cực đại là nơi các sóng kết hợp tăng cường lẫn nhau (hai sóng kết hợp cùng pha):

Cực tiểu là nơi các sóng kết hợp triệt tiêu lẫn nhau (hai sóng kết hợp ngược pha):

* Hai nguồn kết hợp cùng pha (hai nguồn đồng bộ)




Trong trường hợp hai nguồn kết hợp cùng pha, tại M là cực đại khi hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng và cực tiểu khi hiệu đường đi bằng một số bán nguyên lần bước sóng. Đường trung trực của AB là cực đại.
* Hai nguồn kết hợp ngược pha




Trong trường hợp hai nguồn kết hợp cùng pha, tại M là cực đại khi hiệu đường đi bằng một số bán nguyên lần bước sóng và cực tiểu khi hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng. Đường trung trực của AB là cực tiểu.
* Hai nguồn kết hợp bất kì






Đường trung trực của AB không phải là cực đại hoặc cực tiểu. Cực đại giữa (
) dịch về phía nguồn trễ pha hơn.
Ví dụ 1: Xem hai loa là nguồn phát sóng âm A, B phát âm cùng phương cùng tần số và cùng pha. Tốc độ truyền sóng âm trong không khí là 330 (m/s). Một người đứng ở vị trí M cách S2 3 (m), cách S1 3,375 (m). Tìm tần số âm bé nhất, để ở M người đó nghe được âm từ hai loa là to nhất
A. 420 (Hz). B. 440 (Hz). C. 460 (Hz). D. 880 (Hz).
Hướng dẫn:Chọn đáp án D
Để người đó nghe được âm to nhất thì tại M là cực đại. Vì hai nguồn kết hợp cùng pha nên điều kiện cực đại là



Ví dụ 2: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng ngang, hình sin, ngược pha A, B cùng phương và cùng tần số f (6,0 Hz đến 13 Hz). Tốc độ truyền sóng là 20 cm/s. Biết rằng các phần tử mặt nước ở cách A là 13 cm và cách B là 17 cm dao động với biên độ cực đại. Giá trị của tần số sóng là
A. 10 Hz. B. 12 Hz. C. 8,0 Hz. D. 7,5 Hz.
Hướng dẫn:Chọn đáp án D
Vì hai nguồn kết hợp ngược pha nên điều kiện cực đại là




Ví dụ 3: Tại hai điểm A và B trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động với các phương trình lần lượt là
và
. Bước sóng tạo ra là 4cm. Một điểm M trên mặt chất lỏng cách các nguồn lần lượt là d1 và d2. Xác định điều kiện để M nằm trên cực tiểu? (với m là số nguyên)
A.
B.

C.
D.

Hướng dẫn:Chọn đáp án B
Đây là trường hợp hai nguồn kết hợp bất kì nên để tìm điều kiện cực đại cực tiểu ta căn cứ vào độ lệch pha của hai sóng kết hợp gửi đến M.


Tại M cực tiểu nên
thay số vào

Chú ý: Nếu cho biết điểm M thuộc cực đại thì
, thuộc cực tiểu thì
. Từ đó ta tìm được
,
theo k hoặc m.
Ví dụ 4: Giao thoa giữa hai nguồn kết hợp A và B trên mặt nước với các phương trình lần lượt là
và
. Điểm M dao động cực tiểu, có hiệu đường đi đến hai nguồn là
một phần tư bước sóng. Chọn hệ thức đúng.
A.
với m là số nguyên. B.
với m là số nguyên.
C.
với m là số nguyên. D.
với m là số nguyên.
Hướng dẫn:Chọn đáp án B


Điều kiện cực tiểu:

Ví dụ 5: Giao thoa giữa hai nguồn kết hợp A và B trên mặt nước với các phương trình lần lượt là
và
, với bước sóng
. Điểm M dao động cực đại, có hiệu đường đi đến hai nguồn là
. Giá trị
không thể bằng
A.
B.
C.
D.

Hướng dẫn:Chọn đáp án B


Điều kiện cực tiểu:

2) Cực đại cực tiểu gần đường trung trực nhất
Khi hai nguồn kết hợp cùng pha, đường trung trực là cực đại giữa (
).
Khi hai nguồn kết hợp lệch pha thì cực đại giữa lệch về phía nguồn trễ pha hơn.
* Để tìm cực đại gần đường trung trực nhất cho


* Để tìm cực tiểu gần đường trung trực nhất