Bài giảng vật lý 12- Bài giao thoa sóng

B B À À I GI I GI Ả Ả NG V NG V Ậ Ậ T L T L Ý Ý 12 12 B B À À I 8 I 8 GIAO THOA S GIAO THOA S Ó Ó NG NG   N N ế ế u tr u tr ê ê n m n m ặ ặ t n t n ư ư ớ ớ c c c c ó ó 2 ngu 2 ngu ồ ồ n s n s ó ó ng lan ng lan truy truy ề ề n, trong v n, trong v ù ù ng g ng g ặ ặ p nhau c p nhau c ủ ủ a 2 s a 2 s ó ó ng s ng s ẽ ẽ x x ả ả y ra hi y ra hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng g ng g ì ì ? ?   N N ế ế u x u x é é t dao t dao đ đ ộ ộ ng c ng c ủ ủ a m a m ộ ộ t ph t ph ầ ầ n t n t ử ử m m ô ô i i tr tr ư ư ờ ờ ng trong v ng trong v ù ù ng g ng g ặ ặ p nhau c p nhau c ủ ủ a 2 s a 2 s ó ó ng ng th th ì ì ph ph ầ ầ n t n t ử ử n n à à y s y s ẽ ẽ dao dao đ đ ộ ộ ng nh ng nh ư ư th th ế ế n n à à o? o? Đ Đ ặ ặ t v t v ấ ấ n n đ đ ề ề : : Quan s Quan s á á t m t m ô ô ph ph ỏ ỏ ng 1: ng 1: Sau m Sau m ộ ộ t th t th ờ ờ i gian ng i gian ng ắ ắ n, c n, c á á c em th c em th ấ ấ y tr y tr ê ê n n m m ặ ặ t n t n ư ư ớ ớ c xu c xu ấ ấ t hi t hi ệ ệ n h n h ì ì nh nh ả ả nh nh nh nh ư ư th th ế ế n n à à o ? o ? Ho Ho ạ ạ t t đ đ ộ ộ ng 1. ng 1. T T ì ì m hi m hi ể ể u v u v ề ề hi hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng giao thoa ng giao thoa 1. Th 1. Th í í nghi nghi ệ ệ m: m: K K ế ế t qu t qu ả ả TN : TN : Sau m Sau m ộ ộ t th t th ờ ờ i gian ng i gian ng ắ ắ n, tr n, tr ê ê n n m m ặ ặ t n t n ư ư ớ ớ c xu c xu ấ ấ t hi t hi ệ ệ n m n m ộ ộ t lo t lo ạ ạ t g t g ợ ợ n s n s ó ó ng ng ổ ổ n n đ đ ị ị nh d nh d ạ ạ ng ng đư đư ờ ờ ng hypebol (ti ng hypebol (ti ê ê u u đ đ i i ể ể m S m S 1 1 , , S S 2 2 ) ) . . Ho Ho ạ ạ t t đ đ ộ ộ ng 1. ng 1. T T ì ì m hi m hi ể ể u v u v ề ề hi hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng giao thoa ng giao thoa 2. Gi 2. Gi ả ả i th i th í í ch hi ch hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng: ng:   Trong mi Trong mi ề ề n g n g ặ ặ p nhau c p nhau c ủ ủ a 2 s a 2 s ó ó ng, c ng, c ó ó nh nh ữ ữ ng ng đ đ i i ể ể m dao m dao đ đ ộ ộ ng nh ng nh ư ư th th ế ế n n à à o? o? M M ộ ộ t s t s ố ố đ đ i i ể ể m m đ đ ứ ứ ng y ng y ê ê n, c n, c ó ó nh nh ữ ữ ng ng đ đ i i ể ể m dao m dao đ đ ộ ộ ng r ng r ấ ấ t m t m ạ ạ nh nh . .   S S ở ở d d ĩ ĩ xu xu ấ ấ t hi t hi ệ ệ n c n c á á c c đ đ i i ể ể m m đ đ ứ ứ ng y ng y ê ê n l n l à à v v ì ì sao? sao? N N h h ữ ữ ng ng đ đ i i ể ể m m m m à à 2 s 2 s ó ó ng g ng g ặ ặ p nhau tri p nhau tri ệ ệ t ti t ti ê ê u u nhau nhau . . Ho Ho ạ ạ t t đ đ ộ ộ ng 1. ng 1. T T ì ì m hi m hi ể ể u v u v ề ề hi hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng giao thoa ng giao thoa 2. Gi 2. Gi ả ả i th i th í í ch hi ch hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng: ng:   S S ở ở d d ĩ ĩ xu xu ấ ấ t hi t hi ệ ệ n c n c á á c c đ đ i i ể ể m dao m dao đ đ ộ ộ ng r ng r ấ ấ t t m m ạ ạ nh l nh l à à v v ì ì sao ? sao ? N N h h ữ ữ ng ng đ đ i i ể ể m m m m à à 2 s 2 s ó ó ng g ng g ặ ặ p nhau, p nhau, ở ở đ đ ó ó t t ă ă ng c ng c ư ư ờ ờ ng l ng l ẫ ẫ n nhau n nhau . . Trong mi Trong mi ề ề n 2 s n 2 s ó ó ng g ng g ặ ặ p nhau, c p nhau, c ó ó : :   Nh Nh ữ ữ ng ng đ đ i i ể ể m dao m dao đ đ ộ ộ ng r ng r ấ ấ t m t m ạ ạ nh do 2 s nh do 2 s ó ó ng ng g g ặ ặ p nhau t p nhau t ă ă ng c ng c ư ư ờ ờ ng l ng l ẫ ẫ n nhau. n nhau.   Nh Nh ữ ữ ng ng đ đ i i ể ể m m đ đ ứ ứ ng y ng y ê ê n do 2 s n do 2 s ó ó ng g ng g ặ ặ p nhau p nhau tri tri ệ ệ t ti t ti ê ê u l u l ẫ ẫ n nhau. n nhau. Ho Ho ạ ạ t t đ đ ộ ộ ng 1. ng 1. T T ì ì m hi m hi ể ể u v u v ề ề hi hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng giao thoa ng giao thoa 2. Gi 2. Gi ả ả i th i th í í ch hi ch hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng: ng: Nh Nh ư ư v v ậ ậ y, trong mi y, trong mi ề ề n g n g ặ ặ p nhau c p nhau c ủ ủ a 2 a 2 s s ó ó ng xu ng xu ấ ấ t hi t hi ệ ệ n nh n nh ữ ữ ng ng đ đ i i ể ể m c m c ó ó đ đ ặ ặ c c tr tr ư ư ng nh ng nh ư ư th th ế ế n n à à o ? o ? Giao thoa c Giao thoa c ủ ủ a 2 s a 2 s ó ó ng l ng l à à hi hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng : ng :   2 s 2 s ó ó ng g ng g ặ ặ p nhau t p nhau t ạ ạ o n o n ê ê n c n c á á c g c g ợ ợ n s n s ó ó ng ng ổ ổ n n đ đ ị ị nh nh   C C á á c g c g ợ ợ n s n s ó ó ng c ng c ó ó h h ì ì nh hypebol g nh hypebol g ọ ọ i l i l à à v v â â n n giao thoa giao thoa Ho Ho ạ ạ t t đ đ ộ ộ ng 1. ng 1. T T ì ì m hi m hi ể ể u v u v ề ề hi hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng giao thoa ng giao thoa 2. Gi 2. Gi ả ả i th i th í í ch hi ch hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng: ng: Hi Hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng tr ng tr ê ê n g n g ọ ọ i l i l à à hi hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng giao ng giao c c ủ ủ a 2 thoa s a 2 thoa s ó ó ng, v ng, v ậ ậ y giao thoa l y giao thoa l à à hi hi ệ ệ n n t t ư ư ợ ợ ng nh ng nh ư ư th th ế ế n n à à o? o? Ho Ho ạ ạ t t đ đ ộ ộ ng 2. ng 2. X X á á c c đ đ ị ị nh c nh c ự ự c c đ đ ạ ạ i v i v à à c c ự ự c ti c ti ể ể u giao thoa u giao thoa II. C II. C ự ự c c đ đ ạ ạ i v i v à à c c ự ự c ti c ti ể ể u u   Ph Ph ầ ầ n t n t ử ử M c M c ủ ủ a m a m ô ô i tr i tr ư ư ờ ờ ng nh ng nh ậ ậ n n đư đư ợ ợ c m c m ấ ấ y y s s ó ó ng truy ng truy ề ề n n đ đ ế ế n? n? M nh M nh ậ ậ n n đư đư ợ ợ c 2 s c 2 s ó ó ng truy ng truy ề ề n n đ đ ế ế n n . .   Dao Dao đ đ ộ ộ ng c ng c ủ ủ a M l a M l à à t t ổ ổ ng h ng h ợ ợ p c p c ủ ủ a nh a nh ữ ữ ng ng s s ó ó ng n ng n à à o? o? Dao Dao đ đ ộ ộ ng c ng c ủ ủ a M l a M l à à s s ự ự t t ổ ổ ng h ng h ợ ợ p c p c ủ ủ a 2 dao a 2 dao đ đ ộ ộ ng th ng th à à nh ph nh ph ầ ầ n do 2 s n do 2 s ó ó ng truy ng truy ề ề n n đ đ ế ế n n . . Theo h Theo h ì ì nh 8.4: SGK nh 8.4: SGK Đ Đ i i ể ể m m M M thu thu ộ ộ c v c v ù ù ng giao thoa, ng giao thoa, d d 1 1 = = S S 1 1 M M ; ; d d 2 2 = S = S 2 2 M M . . (d (d 1 1 , d , d 2 2 : : đư đư ờ ờ ng ng đ đ i c i c ủ ủ a m a m ỗ ỗ i s i s ó ó ng ng đ đ ế ế n M, ta n M, ta x x é é t dao t dao đ đ ộ ộ ng c ng c ủ ủ a M) a M) Ho Ho ạ ạ t t đ đ ộ ộ ng 2. ng 2. X X á á c c đ đ ị ị nh c nh c ự ự c c đ đ ạ ạ i v i v à à c c ự ự c ti c ti ể ể u giao thoa u giao thoa 1. Dao 1. Dao đ đ ộ ộ ng c ng c ủ ủ a m a m ộ ộ t t đ đ i i ể ể m trong v m trong v ù ù ng giao thoa ng giao thoa . . S 1 S 2 d 1 d 2 M Ch Ch ọ ọ n m n m ố ố c th c th ờ ờ i gian ph i gian ph ù ù h h ợ ợ p p đ đ ể ể ph ph ư ư ơ ơ ng ng tr tr ì ì nh dao nh dao đ đ ộ ộ ng c ng c ủ ủ a 2 ngu a 2 ngu ồ ồ n: n: u u s1 s1 = u = u s2 s2 = Acos(2 = Acos(2 π π t/T) t/T) Ho Ho ạ ạ t t đ đ ộ ộ ng 2. ng 2. X X á á c c đ đ ị ị nh c nh c ự ự c c đ đ ạ ạ i v i v à à c c ự ự c ti c ti ể ể u giao thoa u giao thoa 1. Dao 1. Dao đ đ ộ ộ ng c ng c ủ ủ a m a m ộ ộ t t đ đ i i ể ể m trong v m trong v ù ù ng giao thoa ng giao thoa . . [...]... cực tiểu giao thoa b) Vị trí cực tiểu giao thoa: d2 – d1 = (k + ½) λ ; (k = 0, ± 1, ± 2,…) (8.3) Những điểm có biên độ dao động nhỏ nhất (đứng yên) khi thoả điều kiện gì? Hiệu đường đi của 2 sóng từ nguồn truyền tới bằng một số bán nguyên lần bước sóng λ Hoạt động 3 Tìm hiểu điều kiện giao thoa III Điều kiện giao thoa Sóng kết hợp    Điều kiện lgiao ô phỏ:ng sóng nước (thay Quan sát ại m thoa Hai... sóng phải hợp tức là cùng chu kỳ (tần số ), cùng phương dao động và hiệu số pha không Muốn có hiện tượng giao thoa thì 2 đổi theo thời gian nguồn phát sóng phải có đặc điểm gì ? Sóng kết hợp là sóng do 2 nguồn kết hợp phát ra Quá trình vật lý nào gây ra hiện tượng giao thoa thì đó là một quá trình sóng Hoạt động 4 Củng cố, vận dụng Trả lời các câu hỏi TNKQ sau: Câu 1: Hai nguồn sóng kết hợp giao thoa. .. tiểu giao thoa 1 Dao động của một điểm trong vùng giao thoa us1 = us2 = Acos(2πt/T) Phương trình sóng truyền từ S1 đến M: u1M = Acos(2πt/T)(t – d1/v) = Acos2π(t/T– d1/λ) Phương trình sóng truyền từ S2 đến M: u2M = Acos(2πt/T)(t – d2/v) = Acos2π(t/T– d2/λ) Hoạt động 2 Xác định cực đại và cực tiểu giao thoa 1 Dao động của một điểm trong vùng giao thoa Dao động tại M là tổng hợp của 2 dao động do 2 sóng. .. 0, ± 1, ± 2,…) (8.2) = ±1 2 Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa a) Vị trí cực đại giao thoa: d2 – d1 = k λ; (k = 0, ± 1, ± 2,…) (8.2) Những điểm có biên độ dao động lớn nhất thì phải thoả điều kiện gì? Hiệu đường đi của 2 sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng λ 2 Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa b) Vị trí cực tiểu giao thoa: là những điểm đứng yên   d 2  d1  cos  = 0;... động 4 Giao nhiệm vụ về nhà   Về nhà trả lời câu hỏi và làm các bài tập 5, 6, 7, 8 trang 45 SGK; bài 8.4 đến 8.7 SBT Xem trước bài : Sóng dừng Hoạt động 4 Củng cố, vận dụng Làm bài tập sau: Chứng minh rằng: Khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất dao động cực đại (giữa 2 gợn) trên đoạn S1S2 bằng nửa bước sóng (λ/2) Hoạt động 4 Củng cố, vận dụng Làm bài tập sau: Gọi M là điểm cực đại giao thoa giữa... cực đại và cực tiểu giao thoa 1 Dao động của một điểm trong vùng giao thoa   d 2  d1   t d 2  d1  cos 2   uM = 2Acos   2  T  Nhận xét gì về phương trình dao động tổng hợp tại M? Dạng côsin, vậy dao động tổng hợp của phần tử M cũng là dao động điều hoà, cùng chu kỳ với 2 nguồn Hoạt động 2 Xác định cực đại và cực tiểu giao thoa 1 Dao động của một điểm trong vùng giao thoa   d 2  d1... độ: AM =   d 2  d1  2 A cos  ( 8.1) Hoạt động 2 Xác định cực đại và cực tiểu giao thoa 1 Dao động của một điểm trong vùng giao thoa Biên độ tổng hợp:  AM =   d 2  d1  2 A cos  Xác định điều kiện để biên độ tổng hợp AM đạt giá trị cực đại và cực tiểu? 2 Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa a) Vị trí cực đại giao thoa: (điểm dao động với biên độ cực đại)   d 2  d1  cos  Hay = 1;   d 2... thoa với nhau, tạo ra những điểm có biên độ sóng cực tiểu tại những vị trí A có hiệu số đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng B có hiệu số đường đi bằng một số bán nguyên lần bước sóng C nằm trên đoạn thẳng nối 2 nguồn D nằm trên đường trung trực của đoạn thẳng nối 2 nguồn Hoạt động 4 Củng cố, vận dụng Trả lời các câu hỏi TNKQ sau : Câu 2: Để 2 sóng giao thoa được với nhau thì chúng phải có: A Cùng... Củng cố, vận dụng Làm bài tập sau: Gọi M là điểm cực đại giao thoa giữa S1S2: d2 – d1 = k λ Gọi N là điểm cực đại giao thoa bên cạnh, với MN = x ( khoảng cách giữa 2 cực đại cạnh nhau) S1N = d1 + x; S2N = d2 - x Ta có: S1N – S2N = (k + 1) λ = (d1 – d2) + 2x Hoạt động 4 Củng cố, vận dụng Làm bài tập sau: S1N – S2N = (k + 1) λ = (d1 – d2) + 2x Suy ra: (k + 1) λ = k λ + 2x Vậy khoảng cách giữa 2 cực đại . ki ệ ệ n giao thoa n giao thoa III. III. Đ Đ i i ề ề u ki u ki ệ ệ n giao thoa. S n giao thoa. S ó ó ng k ng k ế ế t h t h ợ ợ p p . . Đ Đ i i ề ề u ki u ki ệ ệ n giao thoa : n giao thoa :   Hai. g n g ọ ọ i l i l à à hi hi ệ ệ n t n t ư ư ợ ợ ng giao ng giao c c ủ ủ a 2 thoa s a 2 thoa s ó ó ng, v ng, v ậ ậ y giao thoa l y giao thoa l à à hi hi ệ ệ n n t t ư ư ợ ợ ng nh ng nh ư ư . v à à c c ự ự c ti c ti ể ể u giao thoa u giao thoa 1. Dao 1. Dao đ đ ộ ộ ng c ng c ủ ủ a m a m ộ ộ t t đ đ i i ể ể m trong v m trong v ù ù ng giao thoa ng giao thoa . . S 1 S 2 d 1 d 2 M Ch Ch ọ ọ n