Chương 2: • SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ • GIAO THOA SÓNG • SÓNG DỪNG • ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM • ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG-ĐÀ NẴNG TỔ VẬT LÍ Tiết 12 & 13: BÀI 7: Bài 7: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ I CƠ ĐặtSÓNG vấn đề: Khi ta ném đá xuống mặt hồ phẳng lặng, ta sóng nước hình tròn từ chỗ đá rơi lan toả thấy Thí nghiệm: nơi mặt nước ta thảtương nắp chaihiện xuống mặttrên  Người ta làm thíNếu nghiệm tự tượng nước nhấp nhô theo sóng nước dao động a Môthì tả:nó (Hình 7.1 SGK) chỗ theo sóng nước không bị đẩy xa b Hiện tượng:  Khi rung cần rung cho mũi nhọn chưa chạm mặt nước nút chai đứng yên  Khi gõ nhẹ cần rung cho mũi nhọn chạm mặt nước O sau khoảng thời gian ngắn ta thấy nút chai dao động c Nhận xét: Dao động từ O truyền qua nước tới M Như có sóng mặt nước O nguồn sóng Bài 7: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ Định nghĩa “Sóng dao động lan truyền môi trường vật chất theo thời gian”  phát từem nguồn mặt đường tròn  Các Quangợn sát sóng ảnh minh hoạ O cho biết nước có dạng đồng tâm O hình gì?  Sóng Hãy sonước sánhtruyền tốc độtheo truyền cácsóng phương theokhác phương trênkhác mặtnhau nước trêncùng với mặt nước? tốc độ v O Sóng ngang  Em có nhận xét phương truyền sóng trạng thái dao động phần tử mặt nước?  Các phần tử mặt nước dao động lên xuống theo phương thẳng đứng sóng truyền theo phương nằm ngang 3 Sóng ngang  Bây ta xét thí dụ với ống lò xo dài, mềm  Cho đầu lò xo dao động theo phương vuông góc với trục Nghĩa phương truyền dao động phương trục lò xo  Quan  Các vòng sát lò hình xo dao minhđộng hoạ lên cho biết xuống theo trạng phương thái dao vuông động góccủa với vòng trục lòlòxo xo nào? Sóng ngang  Từ ví dụ sóng mặt nước lò xo, em cho biết điểm giống mối quan hệ phương dao động phương “Sóng ngang sóng phần tử môi trường truyền dao động? dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng” Chú ý: Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang truyền môi trường chất rắn 4 Sóng dọc a Thí nghiệm minh hoạ:  Thí nghiệm với ống lò xo dài, mềm đặt mặt bàn nằm ngang không ma sát  Một tay giữ cố định đầu lò xo, tay nén (hình a) giãn (hình b) nhanh đầu lò xo giữ yên b Nhận xét:  Khi biến  Quan sátxuất hìnhhiện ảnh minh hoạdạng nén giãn theogì thử đoán xemlan khitruyền hiệndọc tượng trục lò xo xuất hiện?  vị so trí vớicân phương  Các Mỗi vòng vònglò lòxo xo dao động dao động quanh bằngtruyền theo dao động? phương song song với trục sóng tiếp tục truyền đến đầu lò xo c Định nghĩa: “Sóng dọc sóng phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng” Chú ý: + Sóng dọc truyền môi trường rắn, lỏng, khí + Sóng không truyền chân không II CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA MỘT SÓNG HÌNH SIN Sự truyền sóng hình sinP t = a) P a) Mô tả tượng: Q Q Một sợi dây dài, mềm, căng ngang, t = T/4 b) đầu gắn vào tường điểm Q, đầu gắn với cần rung P P t = 2T/4 c) Q Khi cho cần rung dao động đầu P Q d) dao động điều hoà theo phương thẳng P t = 3T/4 đứng Trên dây xuất sóng có P1 P dạng hình sin lan truyền đầu Q t = T Q e) hình vẽ λ Đỉnh sóng P t = 5T/4 Q Hõm sóng f) Hình ảnh minh hoạ Sự truyền sóng hình sin b) Nhận xét: P t=T P1 e) Q λ P?  Em có nhận xét dao động P1 so với  Hình e cho thấy sau thời gian T ( chu kì dao động P) dao động P truyền đến P1 cách đoạn: PP1 = λ = vT  P1 bắt đầu dao động giống hoàn toàn giống P Dao động từ P1 tiếp tục truyền xa dây có dạng đường sin với đỉnh không cố định mà dịch chuyển theo phương truyền sóng với tốc độ v 2 Các đặc trưng sóng hình sin a Biênnào độ nhớ sóng: độ Ađặc sóngcủa biêndao độ động dao động  Em các“Biên đại lượng trưng điều phần tử môi trường có sóng truyền qua” hoàcủa gì? b Chu kì (hoặc tần số) sóng: “Là chu kì (hoặc tần số) dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua” c Tốc độ truyền sóng v: “là tốc độ lan truyền dao động môi trường” - Đối với môi trường truyền sóng v có giá trị không đổi Các đặc trưng sóng hình sin d) Bước sóng (λ): Là quãng đường mà sóng truyền chu kì (hay bước sóng khoảng cách ngắn hai điểm dao động pha phương truyền sóng khoảng cách ngắn hai đỉnh sóng kế tiếp) λ λ e) Năng lượng sóng: “là lượng dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua.” Chú ý: sóng truyền lượng sóng truyền III PHƯƠNG TRÌNH SÓNG Xét sóng hình sin lan truyền theo trục x phát từ nguồn O Chọn gốc toạ độ O gốc thời gian cho phương trình sóng O là: uo= Acosωt (7.2) với uo li độ o vào u thời điểm t  Sau khoảng thời gian Δt, Vsóng  Sau khoảng thời gian Δt, dao động từ O truyền đến M x dao động từ O truyền đến M O x M cách O đoạn x bao cách O đoạn x = vΔt nhiêu tốc độ truyền sóng làm phần tử M Phần tử v M có dao động M dao động muộn dao hay không? Nếu có phần động O khoảng Δt nên tử M dao động nhanh dao động M giống với dao hay muộn dao động động O vào thời điểm t1= ttại O? Δt trước III PHƯƠNG TRÌNH SÓNG u  Vậy phương Phương trình trình sóng sóng M:tại M viết nào? O x M Vsóng uM = Acosωt1= Acosω(t - Δt) (7.3)  Hãy viết công thức 2л2л/ T/mối quan λ= vT hệ vào phương Tphương ω,trình Nếu Nếuthay thayΔt Δt==x/v x/v, ω ,thể ω==hiện Tvàvà λ= vT vào λtrình (7.3) Tthì ? ta trình sóng sóng M (7.3) thìđược ta sẽphương phương trình tạithế M:nào? 2π x u M = A cos (t − ) T v t x t x u M = A cos 2π ( − ) = A cos 2π ( − ) (7.4) T Tv T λ (7.4) phương trình sóng hình sin truyền theo trục x Nó cho biết li độ u phần tử có toạ độ x vào thời điểm t x III PHƯƠNG TRÌNH SÓNG 2π x u M = A cos (t − ) T v t x t x u M = A cos 2π ( − ) = A cos 2π ( − ) T Tv T λ (7.4) Nhận xét:  (7.4) hàm tuần hoàn theo thời gian không gian Cứ sau chu kì T dao động điểm trục x lặp lại cũ cách bước sóng λ dao động điểm trục x đồng pha VẬN DỤNG, CỦNG CỐ Câu 1: sóng gì? Chọn câu A Là dao dao động động lan lan truyền truyền trong A Là môi môi trường trường B Là dao động điểm môi trường C Là dạng chuyển động đặc biệt môi trường D Là truyền chuyển động phần tử môi trường VẬN DỤNG, CỦNG CỐ Câu 2: chọn câu A Sóng dọc sóng truyền dọc theo sợi dây B sóng dọc sóng truyền theo phương thẳng đứng sóng ngang sóng truyền theo phương nằm ngang C sóng dọc sóng có phương dao động phần tử môi trường trùng với phương truyền sóng D sóng dọc sóng truyền theo trục tung sóng ngang sóng truyền theo trục hoành VẬN DỤNG, CỦNG CỐ Câu 3: Các điểm sau dao động pha với nhau? E B A B E B C C F A A và FF C RAÁT GIOÛI F I HƯỚNG DẪN TỰ HỌC Ở NHÀ Câu 1: Định nghĩa sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc cho biết môi trường truyền sóng? Câu 2: Các đặc trưng sóng gì? Định nghĩa bước sóng? Câu 3: Viết phương trình truyền sóng Tại nói sóng vừa có tính tuần hoàn theo không gian vừa có tính tuần hoàn theo thời gian? ... Chọn gốc toạ độ O gốc thời gian cho phương trình sóng O là: uo= Acosωt (7.2) với uo li độ o v o u thời điểm t  Sau khoảng thời gian Δt, Vsóng  Sau khoảng thời gian Δt, dao động từ O truyền đến... x dao động từ O truyền đến M O x M cách O o n x bao cách O o n x = vΔt nhiêu tốc độ truyền sóng làm phần tử M Phần tử v M có dao động M dao động muộn dao hay không? Nếu có phần động O khoảng... trục lòlòxo xo n o? Sóng ngang  Từ ví dụ sóng mặt nước lò xo, em cho biết điểm giống mối quan hệ phương dao động phương Sóng ngang sóng phần tử môi trường truyền dao động? dao động theo phương