Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 9: Sóng dừng (Chuẩn kĩ năng)

 NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ 
Phương trình sĩng? 
C âu hỏi Viết biểu thức tính độ lệch pha của hai dao động tại hai điểm cách nhau một đoạn d trên cùng một h ướ ng truyền sóng ? 
M 
N 
Chiều truyền sóng 
d 
Trả lời : 
 Độ lệch pha : 
 NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ 
Hai nguồn kết hợp? 
 Hai sĩng kết hợp? 
Giao thoa sĩng là gì? 
Khi nào biên độ dao động cực đại? 
	 d = kλ. 
Khi nào biên độ dao động cực tiểu? 
	 d = (2k+1)λ/2. 
 NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ 
SÓNG DỪNG 
I. SỰ PHẢN XẠ SÓNG 
II. SÓNG DỪNG 
III. CỦNG CỐ 
IV. VẤN ĐỀ SUY NGHĨ MỞ RỘNG 
I. SỰ PHẢN XẠ SÓNG 
 Xét một sóng truyền trên một sợi dây đàn hồi căng thẳng từ đầu A đến B, đầu B gắn vào một điểm cố định 
A 
B 
I. SỰ PHẢN XẠ SÓNG 
 Một sóng truyền từ A đến B gọi là sóng tới . Sau đó sóng truyền ngược lại từ B về A gọi là sóng phản xạ : 
Sóng phản xạ tại B cùng phương , cùng tần số và li độ ngược dấu với sóng tới tại B: u’ B =-u B 
II. SÓNG DỪNG 
1) Khảo sát sự tạo thành sóng dừng trên dây 
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:? 
A 
M 
Sóng phản xạ 
d 
B 
Sóng tới 
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 : ? 
A 
M 
Sóng phản xạ 
d 
B 
Sóng tới 
II. SÓNG DỪNG 
1) Khảo sát sự tạo thành sóng dừng trên dây 
 Phương trình dao động tại M là tổng: ? 
 Thay vào : 
A 
M 
Sóng phản xạ 
d 
B 
Sóng tới 
II. SÓNG DỪNG 
1) Khảo sát sự tạo thành sóng dừng trên dây 
Biến đổi , rút gọn ta được : 
Trong đó : 
Vậy điểm M dao động điều hoà với tần số góc  biên độ có giá trị bằng |a| 
II. SÓNG DỪNG 
2) Nhận xét kết quả 
Biên độ dao động tại M: 
Đạt giá trị cực tiểu bằng 0 khi ? 
(1) 
II. SÓNG DỪNG 
2) Nhận xét kết quả 
 Những điểm trên dây cách điểm B một đoạn thoả (1) (số nguyên lần nửa bước sĩng) sẽ đứng yên ( biên độ dao động bằng không ). 
A 
M 
Sóng phản xạ 
d 
B 
Sóng tới 
(1) 
II. SÓNG DỪNG 
2) Nhận xét kết quả 
Biên độ : 
Đạt giá trị cực đại bằng 2A khi ? 
(2) 
A 
M 
Sóng phản xạ 
d 
B 
Sóng tới 
II. SÓNG DỪNG 
2) Nhận xét kết quả 
(2) 
 Những điểm trên dây cách điểm B một đoạn thoả ( 2) (Một số bán nguyên lần nửa bước sĩng) sẽ có biên độ dao động cực đại ( là 2A) 
A 
M 
Sóng phản xạ 
d 
B 
Sóng tới 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng chạy ) 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng chạy ) 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng dừng ) 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng dừng ) 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng dừng ) 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng dừng ) 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng (so sánh ) 
B 
A 
Sóng tới 
Sóng phản xạ 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng dừng ) 
B 
A 
B 
A 
Sóng tới 
Sóng phản xạ 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng dừng ) 
B 
A 
B 
A 
Sóng tới 
Sóng phản xạ 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng dừng ) 
B 
A 
B 
A 
Sóng tới 
Sóng phản xạ 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng ( sóng dừng ) 
B 
A 
II. SÓNG DỪNG 
3) Quan sát hiện tượng 
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 nút của sóng dừng 
 Những điểm dao động với biên độ cực đại gọi là bụng của sóng dừng 
B 
A 
4. Định nghĩa. 
	Sĩng cĩ các nút và bụng cố định trong khơng gian gọi là sĩng dừng. 
II. SÓNG DỪNG 
B 
A 
 Khi có sóng dừng thì hai đầu dây là hai nút 
 Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp (hay hai bụng liên tiếp) bằng?? 
ℓ 
B 
A 
Nhận xét: 
 Đối với dây có hai đầu cố định hay một đầu dây cố định và một đầu dao động với biên độ nhỏ 
Khoảng cách giữa một nút và bụng liền kề? 
λ /4 
một nửa bước sóng. 
B 
A 
II. SÓNG DỪNG 
A 
B 
 Đối với dây có một đầu cố định một đầu tự do 
Nhận xét: 
II. SÓNG DỪNG 
 Đối với dây có một đầu tự do 
 Khi có sóng dừng thì đầu tự do sẽ là một bụng sóng 
 Đầu gắn với nguồn dao động biên độ nhỏ thì gần một nút 
 Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp bằng một nửa bước sóng 
B 
A 
l 
Nhận xét: 
l 
II. SÓNG DỪNG 
5) Điều kiện để có sóng dừng 
a) Đối với sợi dây có hai đầu cố định , Chiều dài của dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng : 
Với k = 1, 2, 3  
B 
A 
II. SÓNG DỪNG 
5) Điều kiện để có sóng dừng 
b. Đối với dây có một đầu tự do 
Chiều dài của dây bằng một số bán nguyên lần nửa bước sóng 
Với k = 1, 2, 3  
B 
A 
l 
II. SÓNG DỪNG 
6) Ứng dụng 
Có thể ứng dụng hiện tượng sóng dừng để đo vận tốc truyền sóng trên dây . . . . Dựa vào mqh v, λ ,f ? 
III. CỦNG CỐ 
Một sợi dây đàn hồi chiều dài AB = l = 1,6 m đầu B bị kẹp chặt , đầu A buộc vào một nguồn rung với tần số 500 Hz tạo ra sóng dừng có 4 bụng và tại A và B là hai nút . Xác định vận tốc truyền sóng trên dây 
Đáp án 
V = 400 m/s 
B 
A 
IV. VẤN ĐỀ SUY NGHĨ MỞ RỘNG 
1) Thay vì hai sóng truyền ngược chiều nhau trên một đường thẳng như đã khảo sát ở trên . Hãy suy nghĩ kết quả sẽ như thế nào nếu hai sóng truyền cùng chiều trên một đường thẳng ? Có thể có sóng dừng hay không ? 
2) Nếu hai sóng cùng phương , cùng tần số , truyền ngược chiều nhau như đã khảo sát ở trên nhưng lại khác nhau về biên độ thì có nút dao động không ? Kết quả sẽ như thế nào ?