Mục tiêu: a Về kiến thức: - Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng.. b Dạy nội dung bài mới: Hoạt động 1 8 phú
Trang 1Vật lí lớp 12 - Tiết 14: GIAO THOA SÓNG
1 Mục tiêu:
a) Về kiến thức:
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng
- Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa
b) Về kỹ năng:
- Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk
để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa
c) Về thái độ:
- Có thái độ nghiêm túc học tập
2 Chuẩn bị của GV và HS:
a) Chuẩn bị của GV:
Trang 2- Thí nghiệm hình 8.1 Sgk
b) Chuẩn bị của HS:
- Ôn lại phần tổng hợp dao động
3 Tiến trình bài dạy:
* Ổn định lớp: (1 phút)
a) Kiểm tra bài cũ: (10 phút)
Câu hỏi:
- Cho biết các đại lượng đặc trưng của sóng?
- Viết phương trình sóng và giải thích các đại lượng trong phương trình?
Đáp án:
- Định nghĩa, biểu thức: A, T, f, , W
- Phương trình sóng: u M Acos2 t x
T
* Đặt vấn đề (1 phút)
Trang 3- Nhiều sóng cùng loại đến gặp nhau có sảy
ra hiện tượng gì không?
- Bài này chỉ xét đến 2 sóng kết hợp
b) Dạy nội dung bài mới:
Hoạt động 1 (8 phút): Tìm hiểu về sự giao thoa
của hai sóng mặt nước
Hoạt động của
GV
Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản
- Mô tả thí nghiệm
và làm thí nghiệm
hình 8.1
- HS ghi nhận dụng cụ thí nghiệm và quan sát kết quả thí nghiệm
- HS nêu các kết quả quan sát được từ thí nghiệm
I Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
- Gõ cho cần rung nhẹ:
S 1 S2
Trang 4- Những điểm
không dao
động nằm trên
họ các đường
hypebol (nét
đứt) Những
điểm dao động
rất mạnh nằm
trên họ các
đường hypebol
(nét liền) kể cả
đường trung
trực của S1S2
- Hai họ các
đường hypebol
+ Trên mặt nước xuất hiện những loạt gợn sóng cố định có hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm
S1 và S2 Trong đó:
* Có những điểm đứng yên hoàn toàn
không dao động
* Có những
Trang 5này xen kẽ nhau như hình vẽ
Lưu ý: Họ các
đường hypebol này đứng yên tại chỗ
điểm đứng yên dao động rất mạnh
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu về cực đại và
cực tiểu giao thoa
Hoạt động của GV Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản
- Ta có nhận xét gì
về A, f và của hai
sóng do hai nguồn
S1, S2 phát ra?
Hai nguồn phát
sóng có cùng A, f
- Vì S1, S2 cùng được gắn vào cần rung cùng A, f và
- HS ghi nhận các khái niệm
II Cực đại
và cực tiểu giao thoa
1 Biểu thức dao động tại một điểm M
Trang 6và gọi là hai
nguồn đồng bộ
- Nếu 2 nguồn phát
sóng có cùng f và
có hiệu số pha
không phụ thuộc
thời gian (lệch pha
với nhau một lượng
không đổi) gọi là
hai nguồn kết hợp
2 nguồn kết hợp, 2 nguồn đồng bộ và sóng kết hợp
cos2 1
1
d t
T
và
trong vùng giao thoa
- Hai nguồn đồng bộ: phát sóng có cùng
f và
- Hai nguồn kết hợp: phát sóng có cùng
f và có hiệu
số pha không phụ thuộc thời gian
- Hai sóng do hai nguồn kết
d 2
d 1
M
Trang 7- Nếu phương trình
sóng tại S1 và S2 là:
u = Acost
Phương trình
mỗi sóng tại M do
S1 và S2 gởi đến có
biểu thức như thế
nào?
- Dao động tổng
hợp tại M có biểu
thức?
- Hướng dẫn HS
đưa tổng 2 cosin về
tích
2
2
A
T
- Dựa vào biểu
cos2 2
2
d t
T
u = u1 + u2
- HS làm theo hướng dẫn của
GV, để ý:
- HS nhận xét
về dao động tại
M và biên độ của dao động tổng hợp
hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp
- Xét điểm M trên mặt nước cách S1, S2 những khoảng
d1, d2 + = d2 – d1: hiệu đường đi của hai sóng
- Dao động từ
S1 gởi đến M
cos2 1
1
d t
T
- Dao động từ
S2 gởi đến M
cos2 2
2
d t
T
Trang 8thức, có nhận xét gì
về dao động tổng
hợp tại M?
- Biên độ dao động
tổng hợp a phụ
thuộc yếu tố nào?
- Những điểm dao
động với biên độ
cực đại là những
điểm nào?
- Hướng dẫn HS rút
ra biểu thức cuối
cùng
- Y/c HS diễn đạt
- Phụ thuộc (d2 – d1) hay là phụ thuộc vị trí của điểm M
cos ( 2 1)
1
cos ( 2 1 )
1
Hay (d2 d1 )
k
d2 – d1 = k
(k = 0, 1,
2…)
cos ( 2 1 )
0
- Dao động tổng hợp tại
M
u = u1 + u2 Hay:
2
2
T
Vậy:
- Dao động tại
M vẫn là một dao động điều hoà với chu kì
T
- Biên độ của dao động tại M:
cos ( 2 1)
Trang 9điều kiện những
điểm dao động với
biên độ cực đại
- Những điểm đứng
yên là những điểm
nào?
- Hướng dẫn HS rút
ra biểu thức cuối
cùng
- Y/c HS diễn đạt
điều kiện những
điểm đứng yên
- Quỹ tích những
điểm dao động với
Hay
2
k
2 1 1
2
(k = 0, 1,
2…)
- Là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1
và S2
2 Vị trí các cực đại và cực tiểu giao thoa
a Những điểm dao động với biên
độ cực đại
(cực đại giao thoa)
d2 – d1 = k Với k = 0, 1,
2…
b Những điểm đứng yên, hay là có dao động triệt
Trang 10biên độ cực đại và
những điểm đứng
yên?
1 hoặc
2
tiêu (cực tiểu
giao thoa)
1 2
Với (k = 0, 1,
2…)
c Với mỗi giá trị của k, quỹ tích của các điểm M được xác định bởi:
d2 – d1 = hằng
số
Trang 11Đó là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm
là S1 và S2
Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu về hiện tượng
giao thoa
Hoạt động của
GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ
bản
- Qua hiện tượng
trên cho thấy, hai
sóng khi gặp nhau
tại M có thể luôn
luôn hoặc tăng
cường lẫn nhau,
hoặc triệt tiêu lẫn
nhau tuỳ thuộc
vào hoặc
- HS ghi nhận
về hiệu số pha hiện tượng giao thoa
III Hiện tượng giao thoa
- Hiệu số pha giữa hai sóng tại M
2 ( d d) 2
- Hiện tượng giao thoa: là hiện tượng khi
Trang 12giữa hai sóng tại
M
- Hiện tượng đặc
trưng nghĩa là
sao?
- Nghĩa là mọi quá trình sóng đều có thể gây
là hiện tượng giao thoa và ngược lại quá trình vật lí nào gây được sự giao thoa cũng tất yếu là một quá trình sóng
hai sóng kết hợp gặp nhau,
có những điểm chúng luôn luôn tăng cường
nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu nhau
- Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng
- Các đường hypebol gọi là
vân giao thoa
của sóng mặt nước
Trang 13c) Củng cố, luyện tập: (3 phút)
- Giao thoa là gì?
- Cho biết điều kiện để có cực đại, cực tiểu giao thoa
d) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: (2 phút)
- Ôn kiến thức theo câu hỏi 4-5 SGK
- BTVN 8 SGK, 8.4-8.7 (Tr 12-13 SBT)
* RÚT KINH NGHIỆM
Trang 14