Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 9: Sóng dừng - Nguyễn Công Nam

Bài 9: Sóng dừng 
GV: Nguyễn Công Nam 
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG 
1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định: 
a) Thí nghiệm: ( hình động ) 
Một sợi dây dài, mềm, căng ngang đầu Q gắn cố định. Cầm đầu P giật mạnh lên trên, rồi hạ ngay về vị trí cũ. 
+ Ta thấy biến dạng của dây hướng lên trên và truyền đến Q. 
+ Tại Q nó phản xạ và truyền trở lại P nhưng biến dạng của dây bây giờ hướng xuống. ( hình vẽ ) 
Vậy khi phản xạ trên vật cản cố định, biến dạng bị đổi chiều. 
Q 
P 
P 
Q 
Biến dạng tới 
Biến dạng phản xạ 
+ Nếu P dao động điều hòa thì ta có một sóng tới và sóng phản xạ. ( hình động ) 
b) Kết luận: 
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG 
1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định: 
a) Thí nghiệm: ( tiếp theo ) 
Q 
P 
P 
Q 
Biến dạng tới 
Biến dạng phản xạ 
Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ. 
+ Biến dạng của sóng phản xạ luôn ngược chiều với biến dạng của sóng tới khi vật cản cố định. 
2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do: 
a) Thí nghiệm: ( Hình động ) 
Làm lại thí nghiệm trên nhưng bây giờ cầm đầu P thả dây thòng xuống tự nhiên ( đầu Q tự do ). 
Giật mạnh đầu P sang phải để tạo một biến dạng nhỏ, hướng sang phải. 
Khi truyền đến Q biến dạng cũng phản xạ trở lại nhưng vẫn hướng sang phải . 
b) Kết luận: 
Q 
Q 
P 
P 
Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ 
tới 
p/xạ 
 khi phản xạ trên vật cản tự do, biến dạng không bị đổi chiều . 
Vậy : 
II. SÓNG DỪNG 
p 
Q 
Sợi dây dài, mềm, căng ngang đầu Q gắn cố định. Cho đầu P dao động điều hòa, thì sóng tới và sóng phản xạ liên tục gặp nhau và giao thoa với nhau. (H1) , ( H2 ), ( H3 ) 
Kết quả 
nút 
nút 
nút 
nút 
nút 
bụng 
II. SÓNG DỪNG 
p 
Q 
Một sợi dây dài, mềm, căng ngang đầu Q gắn cố định. Cho đầu P dao động điều hòa, thì sóng tới và sóng phản xạ liên tục gặp nhau và giao thoa với nhau. 
 trên dây có những điểm luôn dao động với biên độ lớn nhất gọi là bụng . Những điểm luôn đứng yên gọi là nút . 
Kết quả : 
Hiện tượng trên gọi là sóng dừng 
nút 
nút 
nút 
nút 
nút 
bụng 
Q 
P 
Sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một phương trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng. 
Định nghĩa: 
SÓNG DỪNG 
 LÀ GÌ ? 
1. Sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định: 
+ Các nút nằm cách hai đầu dây P và Q những khoảng bằng một số nguyên lần nửa bước sóng . 
+ Xen giữa hai nút là một bụng. Các bụng nằm cách hai đầu cô định P, Q những khoảng bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng. 
+ Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp bằng nửa bước sóng. 
P 
Q 
 /2 
 /2 
bụng sĩng 
 /2 
 /2 
 /4 
nút sĩng 
+ Điều kiện để có sóng dừng trên dây hai đầu cố định là chiều dài dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng 
P 
Q 
ĐIỀU KIỆN ĐỂ CÓ 
SÓNG DỪNG LÀ GÌ ? 
P 
Q 
 /2 
 /2 
bụng sĩng 
 /2 
 /2 
 /4 
nút sĩng 
2. Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do: 
Đầu P cố định là một nút , đầu Q tự do là một bụng . 
P 
Q 
P 
 /2 
bụng sĩng 
 /2 
 /2 
 /4 
nút sĩng 
Q 
chiều dài sợi dây 
hay 
Vậy: 
 để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do là chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng. 
Điều kiện 
SÓNG DỪNG 
SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG 
SÓNG DỪNG 
Phản xạ của sóng trên vật cản cố định 
Phản xạ của sóng trên vật cản tự do 
Thí nghiệm : 
. . . biến dạng bị đổi chiều 
Kết luận 
Thí nghiệm : 
. . . biến dạng khơng đổi chiều 
Kết luận 
Định nghĩa 
Sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định 
Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do 
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG 
1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định: 
a) Thí nghiệm: 
Một sợi dây dài, mềm, căng ngang đầu Q gắn cố định. Cầm đầu P giật mạnh lên trên, rồi hạ ngay về vị trí cũ. 
+ Ta thấy biến dạng của dây hướng lên trên và truyền đến Q. 
+ Tại Q nó phản xạ và truyền trở lại P nhưng biến dạng của dây bây giờ hướng xuống. ( hình vẽ ) 
Vậy khi phản xạ trên vật cản cố định, biến dạng bị đổi chiều. 
Q 
P 
P 
Q 
Biến dạng tới 
Biến dạng phản xạ 
+ Nếu P dao động điều hòa thì ta có một sóng tới và sóng phản xạ. 
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG 
1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định: 
a) Thí nghiệm: ( tiếp theo ) 
Q 
P 
P 
Q 
Biến dạng tới 
Biến dạng phản xạ 
+ Biến dạng của sóng phản xạ luôn ngược chiều với biến dạng của sóng tới khi vật cản cố định. 
b) Kết luận: 
I. SỰ PHẢN XẠ CỦA SÓNG 
1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định: 
a) Thí nghiệm: 
Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ. 
2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do: 
a) Thí nghiệm: 
Làm lại thí nghiệm trên nhưng bây giờ cầm đầu P thả dây thòng xuống tự nhiên ( đầu Q tự do ). 
Giật mạnh đầu P sang phải để tạo một biến dạng nhỏ, hướng sang phải. 
Khi truyền đến Q biến dạng cũng phản xạ trở lại nhưng vẫn hướng sang phải . 
Q 
Q 
P 
P 
tới 
p/xạ 
 khi phản xạ trên vật cản tự do, biến dạng không bị đổi chiều . 
Vậy : 
2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do: 
a) Thí nghiệm: 
b) Kết luận: 
Q 
Q 
P 
P 
Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ 
tới 
p/xạ 
Sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một phương trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng. 
Định nghĩa: 
SÓNG DỪNG 
 LÀ GÌ ? 
1. Sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định: 
+ Các nút nằm cách hai đầu dây P và Q những khoảng bằng một số nguyên lần nửa bước sóng . 
+ Xen giữa hai nút là một bụng. Các bụng nằm cách hai đầu cô định P, Q những khoảng bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng. 
+ Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp bằng nửa bước sóng. 
P 
Q 
 /2 
 /2 
bụng sĩng 
 /2 
 /2 
 /4 
nút sĩng 
+ Điều kiện để có sóng dừng trên dây hai đầu cố định là chiều dài dây bằng một số nguyên lần nửa bước sóng 
2. Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do: 
Đầu P cố định là một nút , đầu Q tự do là một bụng . 
P 
Q 
P 
 /2 
bụng sĩng 
 /2 
 /2 
 /4 
nút sĩng 
Q 
chiều dài sợi dây 
hay 
Vậy: 
 để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do là chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng. 
Điều kiện