Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 8: Giao thoa sóng (Bản chuẩn kiến thức)

 Xin chào  các thầy cô và các em 
 Kiểm tra bài cũ 
Hãy viết phương trình sóng tại nguồn và phương trình sóng tại một điểm M cách nguồn một khoảng là d ? 
 Bài 8 Tiết 14 
 Giao thoa sóng 
I.Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước 
II.Cực đại và cực tiểu 
III. Điều kiện giao thoa.Sóng kết hợp 
 Em hãy cho biết 
 hình aûnh quan saùt ñöôïc ở chỗ 
 hai sóng gặp nhau ? 
P 
A 
B 
 T ại sao lại xảy ra hiện tượng như vậy ? 
I- Hiện tượng giao thoa 
của hai sóng mặt nước 
1- Thí nghiệm 
Trôû veà 
Vaäy : 
Soùng cô khoâng lan truyeàn ñöôïc trong chaân khoâng . 
Quaù trình truyeàn soùng laø quaù trình lan truyeàn dao ñoäng . 
Trong quaù trình truyeàn soùng caùc phaàn töû vaät chaát chæ dao ñoäng taïi choå maø khoâng bò loâi cuoán theo soùng . 
3. Soùng ngang vaø soùng doïc : 
a.Soùng ngang : Soùng coù phöông dao ñoäng vuoâng goùc vôùi phöông truyeàn soùng . Thí duï : Soùng truyeàn treân maët nöôùc . 
b. Soùng doïc : Soùng coù phöông dao ñoäng truøng vôùi phöông truyeàn soùng . Thí duï soùng aâm . 
II.Söï Truyeàn Pha Dao Ñoäng . Böôùc Soùng : 
1.Söï truyeàn pha dao ñoäng : Quaù trình truyeàn soùng laø quaù trình truyeàn pha dao ñoäng . 
Xeùt quaù trình truyeàn soùng töø ñieåm A treân moät sôïi daây ñaøn hoài ( hình veõ ): 
Luùc t=0 A baét ñaàu dao ñoäng töø vò trí caân baèng höôùng xuoáng . 
Luùc t=T/4 pha dao ñoäng töø A truyeàn ñeán B vaø B baét ñaàu dao ñoäng töø vò trí caân baèng höôùng xuoáng . 
Töông töï caùc thôøi ñieåm T/2 , 3T/4 , T soùng truyeàn ñeán C , D , E . . . 
Vaäy chæ coù pha dao ñoäng lan truyeàn treân sôïi daây coøn caùc phaàn töû cuûa sôïi daây chæ dao ñoäng taïi choå theo phöông vuoâng goùc vôùi daây . 
2.Böôùc soùng  : Khoaûng caùch ngaén nhaát giöõa hai ñieåm treân moät phöông truyeàn soùng dao ñoäng cuøng pha vôùi nhau goïi laø böôùc soùng  . 
Böôùc soùng  laø quaûng ñöôøng maø soùng truyeàn ñi ñöôïc trong moät chu kì cuûa soùng . Ñôn vò  (m) 
III.Chu Kì , Taàn Soá vaø Vaän Toác Cuûa Soùng : 
Chu kì vaø Taàn soá cuûa soùng : Trong quaù trình truyeàn soùng , taïi moïi ñieåm maø soùng truyeàn tôùi caucus phaàn töû cuûa moâi tröôøng ñeàu dao ñoäng theo cuøng moät chu kì laø chu kì dao ñoäng cuûa nguoàn soùng . Vaäy chu kì chung cuûa caùc phaàn töû vaät chaát coù soùng truyeàn qua goïi laø chu kì dao ñoäng cuûa soùng vaø nghòch ñaûo cuûa chu kì goïi laø taàn soá dao ñoäng cuûa soùng . 
Vaän toác cuûa soùng : Vaän toác truyeàn pha dao ñoäng goïi laø vaän toác soùng . Coâng thöùc lieân heä giöõa böôùc soùng  vaø vaän toác truyeàn soùng v: 
T : chu kyø (s) ; f : Taàn soá (Hz) ; v : vaän toác ( m/s ) 
IV.Bieân Ñoä vaø Naêng Löôïng Cuûa Soùng : 
Bieân ñoä soùng taïi moät ñieåm laø bieân ñoä dao ñoäng taïi ñieåm ñoù . 
Quaù trình truyeàn soùng laø quaù trình truyeàn naêng löôïng . Naêng löôïng soùng truyeàn ñeán moät ñieåm tyû leä vôùi bình phöông bieân ñoä soùng taïi ñieåm ñoù 
Soùng truyeàn treân moät maët phaúng thì naêng löôïng cuûa soùng truyeàn ñeán moät ñieåm giaûm tyû leä vôùi quaûng ñöôøng truyeàn soùng . 
Soùng truyeàn trong khoâng gian thì naêng löôïng cuûa soùng truyeàn ñeán moät ñieåm giaûm tyû leä vôùi bình phöông quaûng ñöôøng truyeàn soùng . 
Soùng truyeàn treân moät ñöôøng thaúng vaø trong tröôøng hôïp lyù töôûng thì naêng löôïng cuûa soùng truyeàn ñeán moïi ñieåm laø nhö nhau . 
 
 
2-giải thích hiện tượng 
Ở chỗ hai sóng gặp nhau mà tăng cường nhau thì ở đó các phân tử nước dao động với biên độ cực đại(biểu diễn bằng các đường hypebol liền nét ) 
Ở chỗ hai sóng gặp nhau mà triệt ti êu nhau thì ở đó các phân tử nước không dao động - biên độ A=0 ( biểu diễn bằng các đường hypebol rời nét ) 
 GIAO THOA SÓNG LÀ GÌ ? 
HI ỆN TƯỢNG HAI SÓNG GẶP NHAU TẠO NÊN CÁC GỢN SÓNG ỔN ĐỊNH GỌI LÀ HIỆN TƯỢNG 
GIAO THOA CỦA HAI SÓNG. 
C ác gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa 
Làm thế nào để biết 
 một điểm M thuộc miền giao thoa đang dao động với biên độ cực đại hay cực tiểu ? 
S 1 
S 2 
- 2 - 1 0 1 2 
( Các vâncực đại ) 
( các gợn cực tiểu ) 
 -2 -1 0 1 2 
 ( Các vân cực tiểu ) 
II.C ỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU 
1.DAO ĐỘNG CỦA MỘT ĐIỂM TRONG 
VÙNG GIAO THOA 
 S 1 . d 1 
 .M 
 S 2 . d 2 
PT sóng tại nguồn : 
PT sóng tại M do sóng từ S 1 lan tới : 
PT sóng tại M do sóng từ S 2 lan tới : 
PT dao động tổng hợp tại M: 
Bi ến đổi theo công thức : 
Ta được :  
Biên độ của dao động tổng hợp : 
Vậy : 
2.Vị trí cực đại và cực tiểu 
* Vị trí các cực đại giao thoa 
A max khi 
* Vị trí các cực tiểu giao thoa 
A min khi 
 Hiệu đường đi d 2 -d 1 có ý nghĩa như thế nào 
 trong việc xác định các vân giao thoa ? 
III. Điều kiện giao thoa.Sóng kết hợp 
Phải có hai nguồn kết hợp : 
.Dao động cùng phương , cùng tần số (hay cùng chu kỳ ) 
. Hiệu số pha không đổi theo thời gian 
C ó phải cứ hai sóng gặp nhau là 
xảy ra hiện tượng giao thoa ? 
 Củng cố - dặn dò 
 Câu nào sau đây là đúng khi nói về sự giao thoa sóng ? 
A. Quỹ tích những chỗ có biên độ sóng cực đại là một hypecbol . 
B. Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng khác nhau 
C. Điều kiện để có giao thoa là các sóng phải là sóng kết hợp nghĩa là chúng phải cùng tần số và có hiệu số pha không đổi theo thời gian . 
D. C ả A ,B ,C đều đúng 
Lưu ý : Giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng,quá trình vật lý nào gây ra hiện tượng giao thoa thì chắc chắn đó là quá trình sóng . 
Bài tập về nhà : 
 Bài : 7,8 (SGK/45) 
 Bài :8.1 đến 8.7 (SBTVL /12) 
 Xin chào  các thầy cô và các em