Giao thoa sóng mặt nước, vật lí 11

Lý thuyết về giao thoa sóng mặt nước, vật lí 11 SÓNG

Giao thoa sóng mặt nước, vật lí 11
Giao thoa sóng mặt nước, vật lí 11

Điều kiện để có giao thoa sóng mặt nước

Hai sóng giao thoa là hai sóng kết hợp xuất phát từ hai nguồn kết hợp (2 nguồn dao động cùng phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian

Hiện tượng giao thoa sóng mặt nước của hai nguồn cùng pha

Hình ảnh giao thoa sóng lý tưởng

Giao thoa sóng mặt nước, vật lí 11 26

Trong vùng gặp nhau (vùng giao thoa) của hai sóng xuất hiện những điểm mà tại đó mặt nước dao động mạnh và những điểm mà tại đó mặt nước tĩnh lặng (đứng yên không dao động)

Giao thoa sóng hiện tượng vật lí đặc trưng nhận biết sóng
  • Những điểm dao động cực đại nằm trên đường hypebol màu vàng, những điểm đứng yên không dao động nằm trên các đường hypebol màu trắng xen kẽ
  • Những điểm dao động cực đại nằm trên đường hypebol màu vàng, những điểm đứng yên không dao động nằm trên các đường hypebol màu trắng xen kẽ

Hiện tượng giao thoa sóng cơ là hiện tượng gặp nhau của hai sóng kết hợp tạo ra những vùng giao thoa mà tại đó hình thành nên các điểm dao động với biên độ cực đại và những điểm đứng yên không dao động (dao động cực tiểu)

Video bài giảng lý thuyết về giao thoa sóng mặt nước, giao thoa sóng cơ

Giải thích hiện tượng giao thoa sóng mặt nước

Giao thoa sóng mặt nước, vật lí 11 29

Giả sử phương trình dao động của hai nguồn sóng

\[u_{1}=u_{2}=A\cos(\omega t)\]

Phương trình sóng tại M do nguồn s1 truyền đến:.

\[u_{1M}=A\cos(\omega t-\frac{2\pi.x_{1} }{\lambda })\]

Phương trình sóng tại M do nguồn s2 truyền đến:

\[u_{2M}=A\cos(\omega t-\frac{2\pi.x_{2} }{\lambda })\]

Phương trình sóng tổng hợp tại M:

\[u_{M}=u_{1M}+u_{2M}=\] \[2A\cos\frac{\pi (x_{2}-x_{1})}{\lambda }  \cos[\omega t-\frac{\pi (x_{2}+x_{1}) }{\lambda }]\]

Biên độ sóng tổng hợp tại điểm M trong vùng giao thoa

\[A_{M}=\left|2A\cos\left ( \frac{\pi d}{\lambda } \right ) \right|\]

Trong đó: d = x2 – x1

Nhận xét:

  • $(A_{M})_{max}$ =2A => d=k.λ (với k=0, ± 1, ± 2, ± 3 …)
  • $(A_{M})_{min}$ =0 => d=(k+\[\frac{1}{2}\])λ (với k=0, ± 1, ± 2, ± 3 …)
  • $(A_{M})_{max}$: ứng với những điểm mà tại đó biên độ dao động cực đại
  • $(A_{M})_{min}$: ứng với những điểm mà tại đó biên độ dao động cực tiểu

Sự khác nhau của giao thoa sóng giữa hai nguồn cùng pha và hai nguồn ngược pha

  • Hai nguồn cùng pha: độ lệch pha của hai nguồn Δφ = k2π (k = 0; ± 1; ± 2 …)
  • Hai nguồn ngược pha: độ lệch pha của hai nguồn Δφ = (2k+1)π (k = 0; ± 1; ± 2 …)

Giao thoa sóng mặt nước, vật lí 11 31

Cách xác định số điểm cực đại cực tiểu trên đường thẳng nối hai nguồn giao thoa (không kể hai nguồn)

Giao thoa sóng mặt nước, vật lí 11 33

Trong đó:

  • AB: là khoảng cách giữa hai nguồn
  • dấu [ ] là lấy phần nguyên của giá trị tính: VD: [5,5] = 5; [5,9] = 5

Cách xác định số điểm cực đại, cực tiểu trong giao thoa sóng mặt nước trên đường nối hai điểm bất kỳ

Số cực đại và cực tiểu trên đoạn thẳng nối hai điểm M và N trong vùng có giao thoa (M gần S1 hơn S2 còn N thì xa S1 hơn S2) là số các giá trị của k \((k \in Z)\) tính theo công thức sau ( không tính hai nguồn):
Giao thoa sóng mặt nước, vật lí 11 35

Hai nguồn dao động cùng pha: ( $\Delta \varphi = k2\pi$)

* Số Cực đại: \(\dfrac{{{S_1}M – {S_2}M}}{\lambda } < {\rm{ }}k{\rm{ }} < \dfrac{{{S_1}N – {S_2}N}}{\lambda }\)

* Số Cực tiểu: \(\dfrac{{{S_1}M – {S_2}M}}{\lambda } – \dfrac{1}{2} < {\rm{ }}k{\rm{ }} < \dfrac{{{S_1}N – {S_2}N}}{\lambda } – \dfrac{1}{2}\)

Hai nguồn dao động ngược pha: \(\Delta \varphi  = \left( {{\bf{2k}} + {\bf{1}}} \right)\pi \)

* Số Cực đại: \(\dfrac{{{S_1}M – {S_2}M}}{\lambda } + \dfrac{1}{2} < {\rm{ }}k{\rm{ }} < \dfrac{{{S_1}N – {S_2}N}}{\lambda } + \dfrac{1}{2}\)

* Số Cực tiểu: \(\dfrac{{{S_1}M – {S_2}M}}{\lambda } < {\rm{ }}k{\rm{ }} < \dfrac{{{S_1}N – {S_2}N}}{\lambda }\)

Trắc nghiệm nhanh về giao thoa sóng

Quiz 25. Giao thoa sóng M1

+1
5
+1
4
+1
1
+1
0
+1
0
Subscribe
Notify of
guest

0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
Scroll to Top