Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 8: Giao thoa sóng (Bản chuẩn kĩ năng)

P 
A 
B 
1.Hiện tượng giao thoa 
Thực hiện thí nghiệm giao thoa trên mặt nước  
Cho thanh P dao động 
P 
A 
B 
 Hình ảnh sóng trên mặt nước khi đã ổn định 
hình ảnh hai sóng gặp nhau 
 Khi sóng đã ổn định , trên mặt nước hình thành một nhóm đường cong chứa những điểm dao động rất mạnh và một nhóm chứa những điểm đứng yên . Các đường cong này xen kẽ nhau và nằm tại những vị trí xác định trên mặt nước 
 Khi thanh P dao động , hai viên bi ở A và B tạo ra hai hệ sóng lan truyền theo những hình tròn đồng tâm , hai hệ sóng này gặp nhau và đan trộn vào nhau trên mặt nước . 
 Hãy nhận xét kết quả thu được từ thí nghiệm trên 
2. Lý thuyết giao thoa 
 Hai nguồn A, B phát ra những dao động cùng tần số và có độ lệch pha không đổi được gọi là hai nguồn kết hợp . Hai sóng phát ra từ hai nguồn đó gọi là sóng kết hợp 
A 
l 
M 
d 2 
d 1 
B 
NGUỒN KẾT HỢP-SÓNG KẾT HỢP 
Quỹ tích của những điểm dao động với biên độ cực đại là những nhánh hyperbol nhận A, B làm tiêu điểm . 
MÔ PHỎNG 
QUỸ TÍCH ĐIỂM CỰC ĐẠI, CỰC TIỂU 
Quỹ tích của những điểm đứng yên cũng là những hyperbol nhận A, B làm tiêu điểm và nằm xen kẽ với những hyperbol cực đại 
MÔ PHỎNG 
Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian , trong đó có những chỗ cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt . 
MÔ PHỎNG 
GIAO THOA LÀ GÌ??? 
Giả sử phương trình dao động tại A và B là : 
 u = asin  t 
Sóng truyền từ A đến M mất thời gian 
  t = d1 /v (v : vận tốc sóng ) 
Phương trình dao động tại M từ A truyền đến có dạng : 
 u A = asin  (t – d 1 /v) 
 = a M sin(  t –  d 1 /v) 
Tương tự , dao động tại M từ B truyền tới là : 
 u B = a M sin(  t –  d 2 /v) 
  LÝ THUYẾT GIAO THOA 
Dao động tại M là tổng hợp hai dao động u A và u B , độ lệch pha giữa hai dao động này là : 
 Với d = d2 – d1 là hiệu hai đường đi 
 = 
Những điểm có biên độ cực đại : 
  = 2n   d = n.  
 n = 0 ;  1 ;  2 ;  3 ;  
Quỹ tích những điểm này là những nhánh hyperbol nhận A và B làm tiêu điểm . 
Những điểm đứng yên : 
  = (2n + 1)   d = (2n + 1). 
 n = 0 ;  1 ;  2 ;  3 ;  
Quỹ tích những điểm này cũng là những nhánh hyperbol nhận A và B làm tiêu điểm và nằm xen kẽ với những hyperbol cực đại . 
3. SÓNG DỪNG 
 . Thí nghiệm 
Lấy một sợi dây đàn hồi dài có đầu M cố định ; tay nắm lấy đầu P của dây và rung đều , thay đổi tần số rung, đến một lúc nào đó trên dây sẽ có dạng sóng ổn định trong đó có những chỗ rung rất mạnh và những chỗ hầu như không rung. 
. Giải thích 
Dao động từ P truyền tới M thì bị phản xạ . Sóng tới và sóng phản xạ thoả điều kiện sóng kết hợp , tại M hai sóng đó luôn luôn ngược pha nhau ( vì M đứng yên ). Kết quả là trên dây có sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ . 
Những điểm dao động rất mạnh là những điểm bụng ; những điểm đứng yên là những điểm nút . Khoảng cách giữa hai bụng ( hoặc hai nút ) liền nhau bằng  /2 . 
Hiện tượng sóng dừng cho phép ta đo được bước sóng , tần số và vận tốc truyền sóng dựa vào công thức v =  .f 
Sóng có các nút và các bụng cố định trong không gian gọi là sóng dừng . Trong hiện tượng này hai sóng thành phần truyền đi ngược chiều nhau nhưng sóng tổng hợp thì “ dừng lại ” tại chỗ . 
Tìm câu phát biểu sai về hiện tượng giao thoa 
1.Sóng dừng là hiện tượng giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ trên cùng một phương truyền 
2.Giao thoa là sự tổng hợp hai hay nhiều sóng cơ học trong không gian 
3.Hai nguồn sóng có cùng chu kì và luôn ngược pha nhau gọi là hai nguồn sóng kết hợp 
4.Khi có giao thoa các điểm có biên độ cực đại tạo thành những đường hyerpol . 
CÂU HỎI ÔN TẬP