ôn thiddaij học

ÔN TẬP CHƯƠNG II SÓNG CÓ VÀ SÓNG ÂM VẬT LÝ 12 A. NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NẮM THEO CHUẨN KIẾN THỨC Kiến thức - Phát biểu được các định nghĩa về sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang. - Phát biểu được các định nghĩa về tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng và năng lượng sóng. - Nêu được sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm là gì. - Nêu được cường độ âm và mức cường độ âm là gì và đơn vị đo mức cường độ âm. - Nêu được ví dụ để minh hoạ cho khái niệm âm sắc. Trình bày được sơ lược về âm cơ bản, các hoạ âm. - Nêu được các đặc trưng sinh lí (độ cao, độ to và âm sắc) và các đặc trưng vật lí (tần số, mức cường độ âm và các hoạ âm) của âm. - 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. - Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để khi đó có sóng dừng khi đó. - Nêu được tác dụng của hộp cộng hưởng âm. Kĩ năng - Viết được phương trình sóng. - Giải được các bài toán đơn giản về giao thoa và sóng dừng. - Giải được các bài toán đơn giản về giao thoa. • Biết cách tổng hợp hai dao động cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ để tính vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa. Chỉ xét bài toán có hai nguồn kết hợp. • Biết cách dựa vào công thức để tính được bước sóng, số lượng các cực đại giao thoa, cực tiểu giao thoa. - Giải thích được sơ lược hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây. - Xác định được bước sóng hoặc tốc độ truyền âm bằng phương pháp sóng dừng. - Mức cường độ âm là : L (dB) = 10lg 0 I . I 1). Khái niệm sóng cơ. Sóng ngang. Sóng dọc. 2). Các đặc trưng của sóng: tốc độ truyền sóng, bước sóng, tần số sóng, biên độ sóng, năng lượng sóng 3). Phương trình sóng 4). Giao thoa của hai sóng cơ:Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước; dao động của một điểm trong vùng giao thoa; vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa. Điều kiện giao thoa và sóng kết hợp. 5). Sóng dừng: Phản xạ của sóng trên vật cản cố định và vật cản tự do; định nghĩa sóng dừng; điều kiện có sóng dừng. 6). Đặc trưng vật lý của âm và đặc trưng sinh lí của âm. B. CÂU HỎI ĐỊNH HƯỚNG THEO CHUẨN KIẾN THỨC. 1. Phát biểu được các định nghĩa về sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang. - 1 - Nguyễn Thị Bích Hoàng ễN TP CHNG II SểNG Cể V SểNG M VT Lí 12 1.1. Súng c: l quỏ trỡnh lan truyn dao ng c trong mt mụi trng. Trong khi sóng truyền đi, mỗi phần tử của sóng dao động tại chỗ xung quanh VTCB. Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lợng. 1.2. Súng dc l súng trong ú cỏc phn t ca mụi trng dao ng theo phng trựng vi phng truyn súng. Súng dc truyn c c trong cht khớ, cht lng v cht rn. 1.3. Súng ngang l súng trong ú cỏc phn t ca mụi trng dao ng theo phng vuụng gúc vi phng truyn súng. Súng ngang truyn c mt cht lng v trong cht rn. Vớ d: - Súng õm truyn trong khụng khớ, cỏc phn t khụng khớ dao ng dc theo phng truyn súng, hoc dao ng ca cỏc vũng lũ xo chu tỏc dng ca lc n hi theo phng trựng vi trc ca lũ xo, ú l nhng dao ng c to ra súng dc. - Vi súng trờn mt nc, cỏc phn t nc dao ng vuụng gúc vi phng truyn súng, ú l dao ng c to ra súng ngang. Hay dao ng trờn hỡnh 7.3 SGK 2. Nờu cỏc c trng ca mt súng hỡnh sin (Phỏt biu c cỏc nh ngha v tc truyn súng, bc súng, tn s súng, biờn súng v nng lng súng). 2.1. Biờn súng l biờn dao ng ca mt phn t mụi trng cú súng truyn qua. 2.2.Chu kỡ T (hoc tn s f) l chu kỡ (hoc tn s f) dao ng ca mt phn t mụi trng cú súng truyn qua. 2.3. Tc truyn súng v l tc truyn dao ng trong mụi trng. i vi mi mụi trng, tc súng v cú mt giỏ tr khụng i. 2.4. Bc súng l quóng ng m súng truyn c trong mt chu kỡ. Hai phn t nm trờn cựng mt phng truyn súng, cỏch nhau mt bc súng thỡ dao ng ng pha vi nhau. Tc bc súng là khoảng cách gần nhất giữa hai điểm dao động cùng pha trên ph- ơng truyền sóng. 2.5. Tn s súng f l s ln dao ng m phn t mụi trng thc hin trong 1 giõy khi súng truyn qua. Tn s cú n v l hec (Hz). 2.6. Nng lng súng cú c do nng lng dao ng ca cỏc phn t ca mụi trng cú súng truyn qua. - Quỏ trỡnh truyn súng l quỏ trỡnh truyn nng lng. - Năng lợng của sóng tại một điểm là năng lợng của một đơn vị thể tích của môi trờng dao động tại điểm đó. - Năng lợng tỉ lệ với bình phơng biên độ sóng. - Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trên mặt phẳng (sóng phẳng) năng lợng sóng tỉ lệ nghịch với quãng đờng truyền sóng r. (Biên độ giảm tỉ lệ nghịch với r ). - Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trong không gian (sóng cầu) năng lợng sóng tỉ lệ nghịch với bình phơng quãng đờng truyền sóng r 2 . (Biên độ giảm tỉ lệ nghịch với r). - Nếu nguồn điểm, sóng lan truyền trên đờng thẳng (lí tởng) năng lợng sóng không đổi. (Biên độ không đổi). 2.7. Cụng thc liờn h gia chu kỡ T, tn s f, tc v v bc súng , l : v vT f = = 3. Phng trỡnh súng. - Phng trỡnh dao ng ti im O l u O = Acost. Sau khong thi gian t, dao ng t O truyn n M cỏch O mt khong x = v.t. - 2 - Nguyn Th Bớch Hong ễN TP CHNG II SểNG Cể V SểNG M VT Lí 12 - Phng trỡnh dao ng ca phn t mụi trng ti im M bt kỡ cú ta x cú súng O truyn qua l: u M (t) = Acos x t v ữ = Acos2 t x T ữ Phng trỡnh ny cho bit li u ca phn t cú to x vo thi im t. ú l mt hm va tun hon theo thi gian vi chu k T, va tun hon theo khụng gian vi chu k . 4. Độ lệch pha giữa hai điểm trên phơng truyền sóng: + = = 222 21 12 )dd() d t() d t( + Nếu hai điểm dao động cùng pha thì = 2k hay d 1 - d 2 = k. Những điểm dao động cùng pha cách nhau nguyên lần bớc sóng. + Nếu hai điểm dao động ngợc pha thì 2 12 += )k( hay 2 12 21 += )k(dd . Những điểm dao động ngợc pha cách nhau lẻ lần nửa bớc sóng. 5. Sóng có tính chất tuần hoàn theo thời gian. Sau một khoảng thời gian bằng một chu kỳ T thì tất cả các điểm trên sóng đều lặp lại chuyển động nh cũ, nghĩa là toàn bộ sóng có hình dạng nh cũ. Sóng có tính chất tuần hoàn theo không gian. Những điểm trên cùng một phơng truyền sóng cách nhau một khoảng bằng nguyên lần bớc sóng thì dao động cùng pha, có nghĩa là ở cùng một thời điểm cứ cách một khoảng bằng một bớc sóng theo phơng truyền sóng thì hình dạng sóng lại lặp lại nh trớc. Sóng có các đại lợng đặc trng là: tần số f hay chu kỳ T, biên độ sóng A, tốc độ truyền sóng v, bớc sóng , năng lợng của sóng. Liên hệ : f. T v = = 6. Mụ t hin tng giao thoa ca hai súng mt nc v nờu cỏc iu kin cú s giao thoa ca hai súng. 6.1. Mụ t thớ nghim: Cho cn rung cú hai mi S 1 v S 2 chm nh vo mt nc. Gừ nh cn rung. Ta quan sỏt thy trờn mt nc xut hin mt lot gn súng n nh cú hỡnh cỏc ng hypebol vi tiờu im l S 1 v S 2 . 6.2. Hin tng giao thoa l hin tng hai súng khi gp nhau thỡ cú nhng im chỳng luụn tng cng ln nhau, cú nhng im chỳng luụn luụn trit tiờu ln nhau. Hin tng giao thoa l mt hin tng c trng ca súng. Quỏ trỡnh vt lớ no gõy ra c hin tng giao thoa cng l mt quỏ trỡnh súng. 6.3. Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ cố định biên độ sóng đợc tăng cờng hoặc giảm bới thậm trí triệt tiêu.Khi hiện tợng giao thoa xảy ra trên mặt chất lỏng thì trên mặt chất lỏng xuất hiện những vân giao thoa, hệ vân bao gồm các vân cực đại và cực tiểu xen kẽ với nhau. Vân giao thoa là những điểm dao động với biên độ cực đại (hay cực tiểu) có cùng giá trị k. Giao thoa là hiện tợng đặc trng của quá trình truyền sóng. 6.4. Hai ngun dao ng cựng tn s v cú lch pha khụng i theo thi gian gi l hai ngun kt hp. Hai súng do hai ngun kt hp phỏt ra gi l hai súng kt hp. 6.5. iu kin xy ra hin tng giao thoa l trong mụi trng truyn súng cú hai súng kt hp v cỏc phn t súng cú cựng phng dao ng. Túm li: Điều kiện có giao thoa: Hai sóng chỉ giao thoa khi hai sóng kết hợp. Đó là hai sóng có cùng tần số (hay chu kỳ) truyền theo một phơng và tại điểm chúng gặp nhau khi có độ lệch pha không đổi. Hai sóng kết hợp là hai sóng đợc gây ra từ hai nguồn sóng kết hợp, là nguồn có cùng tần số (hay chu kỳ) và độ lệch pha không đổi. + Những điểm mà hiệu đờng đi từ hai nguồn sóng tới đó, bằng nguyên lần bớc sóng thì dao động với biên độ cực đại: |d 2 - d 1 | = k. - 3 - Nguyn Th Bớch Hong ÔN TẬP CHƯƠNG II SÓNG CÓ VÀ SÓNG ÂM VẬT LÝ 12 + Nh÷ng ®iÓm mµ hiÖu ®êng ®i tõ hai nguån sãng tíi ®ã, b»ng lÎ lÇn nöa bíc sãng th× dao ®éng víi biªn ®é cùc tiÓu: 2 12 21 λ +=− )k(dd . 6.6. Giải thích hiện tượng giao thoa: Mỗi nguồn sóng S 1 , S 2 đồng thời phát ra sóng có gợn sóng là những đường tròn đồng tâm. Trong miền hai sóng gặp nhau, có những điểm đứng yên, do hai sóng gặp nhau ở đó triệt tiêu nhau. Có những điểm dao động rất mạnh, do hai sóng gặp nhau ở đó tăng cường lẫn nhau. Tập hợp những điểm đứng yên hoặc tập hợp những điểm dao động rất mạnh tạo thành các đường hypebol trên mặt nước. 7. Vị trí cực đại và cực tiểu của giao thoa: 7.1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa: - Gọi d 1 , d 2 là khoảng cách từ một điểm M lần lượt đến hai nguồn S 1 , S 2 (d 1 =MS 1 , d 2 =MS 2 ). - Quỹ tích các điểm cực đại giao thoa, hoặc các điểm cực tiểu giao thoa là những đường hypebol có hai tiêu điểm là vị trí hai nguồn kết hợp. - Nếu nguồn S 1 và S 2 có phương trình sóng: u S = Acosωt. Thì: + Sóng do nguồn S 1 truyền tới điểm M là: u S1M (t) = Acosω(t - v d 1 ) = Acos2π( λ d T t 1 − ) + Sóng do nguồn S 2 truyền tới điểm M là: u S2M (t) = Acosω(t - v d 2 ) = Acos2π( λ d T t 2 − ) + PT dao động tổng hợp tại M: u M (t) = u S1M (t) + u S2M (t)= 2Acos λ )dπ(d 12 − cos [ 2π ] λ )d (d T t 21 + − π 7.2. Biên độ dao động tổng hợp tại M: A M = 2A|cos λ )dπ(d 12 − | 7.3. Những điểm tại đó dao động có biên độ cực đại (cực đại giao thoa) là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng. Công thức ứng với cực đại giao thoa là d 2 – d 1 = kλ , với k = 0, ± 1, ± 2 7.4. Những điểm tại đó dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa) là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nửa nguyên lần bước sóng. Công thức ứng với cực tiểu giao thoa là d 2 – d 1 = (k + 1 2 )λ, với k = 0, ± 1, ± 2 8. Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó. 8.1. Mô tả hiện tượng sóng dừng trên dây: - Xét một sợi dây đàn hồi PQ có đầu Q cố định. Giả sử cho đầu P dao động liên tục thì sóng tới và sóng phản xạ liên tục gặp nhau và giao thoa với nhau, vì chúng là các sóng kết hợp. Trên sợi dây xuất hiện những điểm luôn luôn đứng yên (gọi là nút) và những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất (gọi là bụng). - 4 - Nguyễn Thị Bích Hoàng ễN TP CHNG II SểNG Cể V SểNG M VT Lí 12 - Súng dng l súng trờn si dõy trong trng hp xut hin cỏc nỳt v cỏc bng. Khong cỏch gia hai bng súng lin k v khong cỏch gia hai nỳt súng lin k l 2 . Khong cỏch gia mt bng súng v mt nỳt súng lin k l . 4 - Sóng dừng là kết quả giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ. - Bụng sóng là những điểm dao động với biên độ cực đại, nút sóng là những điểm không dao động. - Sóng dừng xuất hiện trên dây đàn hồi có hai đầu cố định (một đầu cố định, một đầu sát một nút) khi chiều dài của dây bằng một số nguyên lần nửa bớc sóng. l = k/2. - Sóng dừng xuất hiện trên dây đàn hồi có một đầu cố định, một đầu tự do (một đầu cố định hay sát nút sóng, đầu kia tự do hay là bụng sóng) khi chiều dài của dây bằng một số lẻ lần một phần t bớc sóng. l = (2k + 1)/4. - Đặc điểm của sóng dừng: Biên độ dao động của phần tử vật chất tại một điểm không đổi theo thời gian; Khoảng cách giữa hai điểm bụng liền kề (hoặc hai nút liền kề) bằng nửa bớc sóng, khoảng cách giữa một điểm bụng và một điểm nút liền kề bằng một phần t bớc sóng; Sóng dừng không truyền tải năng lợng. - ứng dụng: để xác định vận tốc truyền sóng. 8.2. iu kin cú súng dng trờn mt si dõy cú hai u c nh l chiu di ca si dõy phi bng mt s nguyờn ln na bc súng. l = k 2 vi k = 0, 1, 2, 8.3. iu kin cú súng dng trờn mt si dõy cú mt u c nh, mt u t do l chiu di ca si dõy phi bng mt s l ln 4 . l = (2k + 1) 4 , vi k = 0, 1, 2, Chỳ ý: Cú th xỏc nh tc truyn súng trờn dõy bng cỏch s dng phng phỏp súng dng nh sau: - To súng dng trờn mt si dõy cú hai u c nh, hoc trờn mt si dõy cú mt u c nh, mt u t do. - o chiu di dõy, cn c s nỳt súng (hoc bng súng) tớnh bc súng theo cụng thc trờn. - Tớnh tc truyn súng theo cụng thc v = Xỏc nh c bc súng hoc tc truyn súng bng phng phỏp súng dng. f. T = 8.4. Khi phn x trờn vt cn c nh, súng phn x luụn luụn ngc pha vi súng ti im phn x v chỳng trit tiờu ln nhau ú. 8.5. Khi phn x trờn vt cn t do, súng phn x luụn luụn cựng pha vi súng ti im phn x v chỳng tng cng ln nhau. 8.6. Súng ti v súng phn x, nu truyn theo cựng mt phng, thỡ cú th giao thoa vi nhau, v to thnh súng dng. - 5 - Nguyn Th Bớch Hong ễN TP CHNG II SểNG Cể V SểNG M VT Lí 12 8.7. Gii thớch c s lc hin tng súng dng trờn mt si dõy: Khi cho u P ca dõy dao ng liờn tc, thỡ súng ti t u P v súng phn x t u Q l hai súng kt hp, chỳng liờn tc gp nhau v giao thoa vi nhau. Kt qu l trờn si dõy xut hin nhng im luụn luụn ng yờn (nỳt súng) v nhng im luụn luụn dao ng vi biờn ln nht (bng súng). 9. Súng õm, õm thanh, h õm, siờu õm l gỡ. 9.1. Súng õm l cỏc súng c truyn trong cỏc mụi trng khớ, lng, rn (mụi trng n hi). 9.2. m nghe c (õm thanh) cú tn s trong khong t 16 Hz n 20 000 Hz. 9.3. m cú tn s trờn 20 000 Hz gi l siờu õm. 9.4. m cú tn s di 16 Hz gi l h õm. 9.5. Mt vt dao ng phỏt ra õm l mt ngun õm. Tn s ca õm phỏt ra bng tn s dao ng ca ngun õm. 9.6. m khụng truyn c trong chõn khụng, nhng truyn c qua cỏc cht rn, lng v khớ. Tc truyn õm trong cỏc mụi trng : v khớ < v lng < v rn 9.7. m hu nh khụng truyn c qua cỏc cht xp nh bụng, len Nhng cht ú gi l nhng cht cỏch õm. Sóng âm phát ra từ nguồn âm, đợc truyền trong môi trờng vật chất, không truyền không chân không. Môi trờng có tính đàn hồi kém thì truyền âm kém (chất nhẹ và xốp). 10.Nờu cỏc c trng vt lớ (tn s, mc cng õm v cỏc ho õm) ca õm. 10.1. Cng õm I ti mt im l i lng o bng lng nng lng m súng õm ti qua mt n v din tớch t ti im ú, vuụng gúc vi phng truyn súng, trong mt n v thi gian. Cờng độ âm cho biết độ mạnh hay yếu của âm. 10.2. Mc cng õm: I l cng õm (W/m 2 ). I 0 l cng õm chun (õm cú tn s 1 000 Hz, cng I 0 = 10 -12 W/m 2 ). L l mc cng õm L = lg 0 I I . Nu n v ca mc cng õm l ben(kớ hiu B). L (dB) = 10lg 0 I I Nu n v l ờxiben (dB). Vi 1 dB = 1 B 10 10.3. Tn s õm l mt trong nhng c trng vt lớ quan trng nht ca õm. 10.4. Mc cng õm l c trng vt lớ th hai ca õm. n v cng õm l oỏt trờn một vuụng, kớ hiu W/m 2 . Cng õm chun I 0 l õm nh nht m tai cú th nghe c. 10.5. Khi cho mt nhc c phỏt ra mt õm cú tn s f 0 , gi l õm c bn, thỡ bao gi nhc c ú cng ng thi phỏt ra mt lot õm cú tn s l mt s nguyờn ln õm c bn 2f 0 , 3f 0 Cỏc õm ny gi l cỏc ho õm. 10.6. Nhng õm cú mt tn s xỏc nh, thng do cỏc nhc c phỏt ra, gi l cỏc nhc õm. Nhng õm nh ting bỳa p, ting sm, ting n ng ph, ch, khụng cú mt tn s xỏc nh thỡ gi l cỏc tp õm. 10.7. Cỏc c trng vt lớ ca õm l tn s, mc cng õm v th dao ng ca õm. Tng hp tt c cỏc ho õm trong mt nhc õm ta c mt dao ng tun hon phc tp, cú cựng tn s vi õm c bn. th dao ng ca õm ú khụng cú dng hỡnh sin. th dao ng ca cựng mt nhc õm do cỏc nhc c khỏc nhau phỏt ra l hon ton - 6 - Nguyn Th Bớch Hong ễN TP CHNG II SểNG Cể V SểNG M VT Lí 12 khỏc nhau. th dao ng ca õm khỏc nhau cho nhng õm sc khỏc nhau. ú l c trng vt lớ th ba ca õm. 11.Nờu cỏc c trng sinh lớ ( cao, to v õm sc) ca õm. 11.1. cao ca õm l mt c trng sinh lớ ca õm gn lin vi c trng vt lớ tn s õm. ộ cao của âm phụ thuộc vào tần số (chu kỳ) của âm; m cng cao khi tn s cng ln. 11.2. to ca õm: - L mt c trng sinh lớ ca õm gn lin vi c trng vt lớ mc cng õm. m cng to khi mc cng õm cng ln. - Giá trị nhỏ nhất của cờng độ âm mà tai nghe thấy là ngỡng nghe, ngỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm. - Giá trị lớn nhất của cờng độ âm mà tai nghe thấy là ngỡng đau, ngỡng đau phụ thuộc vào tần số âm. - Độ to của âm phụ thuộc vào cờng độ âm và tần số của âm. 11.3. m sc l mt c trng sinh lớ ca õm, giỳp ta phõn bit õm do cỏc ngun õm khỏc nhau phỏt ra. m sc cú liờn quan mt thit vi th dao ng õm. m sắc phụ thuộc vào các hoạ âm và biên độ các hoạ âm; Chỳ ý: - Cỏc c trng sinh lớ ca õm l cao, to v õm sc ca õm. - Vớ d minh ho cho khỏi nim õm sc: Mt chic n ghita, mt chic n viụlon, mt chic kốn scxụ cựng phỏt ra mt nt la cựng mt cao. Tai nghe phõn bit c ba õm ú vỡ chỳng cú õm sc khỏc nhau. Nu ghi th ca ba õm ú thỡ thy cỏc th ú cú dng khỏc nhau (tuy cú cựng chu k). Nh vy nhng õm sc khỏc nhau thỡ th dao ng cng khỏc nhau. - Tỏc dng ca hp cng hng õm: Hp n ca cỏc n ghita, viụlon, l nhng hp cng hng c cu to sao cho khụng khớ trong hp cú th dao ng cng hng vi nhiu tn s khỏc nhau ca dõy n. Nh vy, hp cng hng cú tỏc dng lm tng cng õm c bn v mt s ho õm, to ra õm tng hp phỏt ra va to, va cú mt õm sc c trng cho loi n ú. C. TểM TT Lí THUYT V PHNG PHP GII CC LOI TON C1. Bc súng: = vT = v f Trong ú: (m): Bc súng; T (s): Chu k ca súng; f (Hz): Tn s ca súng v: Tc truyn súng (cú n v tng ng vi n v ca ) C2. Phng trỡnh súng: - Ti im O: u O = Acos(t + ) - Ti im M cỏch O mt on x trờn phng truyn súng. * Súng truyn theo chiu dng ca trc Ox thỡ: u M = A M cos(t + - x v ) = A M cos(t + - 2 x ) * Súng truyn theo chiu õm ca trc Ox thỡ: u M = A M cos(t + + x v ) = A M cos(t + + 2 x ) - 7 - Nguyn Th Bớch Hong O x M x ÔN TẬP CHƯƠNG II SÓNG CÓ VÀ SÓNG ÂM VẬT LÝ 12 C3. Độ lệch pha giữa hai điểm cách nguồn một khoảng x 1 , x 2 : 1 2 1 2 x -x x -x Δφ=ω =2π vλ = 2π d λ - Nếu 2 điểm đó nằm trên một phương truyền sóng và cách nhau một khoảng x thì: x x Δφ=ω =2π vλ - Nếu hai sóng cùng pha: Δφ = 2kπ ⇒ d = kλ - Nếu hai sóng ngược pha: Δφ = (2k + 1)π ⇒ d = (2k + 1) λ 2 - Nếu hai sóng vuông pha: π Δφ = (2k + 1) 2 ⇒ d = (2k + 1) λ 4 Lưu ý: - Đơn vị của x, x 1 , x 2 , λ và v phải tương ứng với nhau - Khoảng cách d giữa n ngọn sóng liên tiếp: d = (n – 1) λ - Thời gian truyền được n ngọn sóng: t = (n – 1)T C4. Về giao thoa sóng: - Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S 1 , S 2 cách nhau một khoảng l: - Xét điểm M cách hai nguồn lần lượt d 1 , d 2 - Phương trình sóng tại 2 nguồn 1 1 u =Acos(2πft+φ ) và 2 2 u =Acos(2πft+φ ) - Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới: 1 1M 1 d u =Acos(2πft-2π +φ ) λ và 2 2M 2 d u =Acos(2πft-2π +φ ) λ - Phương trình giao thoa sóng tại M: u M = u 1M + u 2M 1 2 1 2 1 2 M d - d d + dφ + φΔφ u =2Acosπ + cos 2πft - π + λ 2 λ 2             - Biên độ dao động tại M: 1 2 M d -d Δφ A =2A cosπ + λ 2    ÷   với 1 2 Δφ=φ -φ = 2kπ - Số cực đại: lΔφ l Δφ - + < k < + + (k Z) λ 2π λ 2π ∈ + k = 0 Là đường cực đại nằm trên trung trực của hai nguồn + k = ± 1 là đường cực đại thứ nhất - Số cực tiểu: l 1Δφ l 1 Δφ - - + < k <+ - + (k Z) λ 2 2π λ 2 2π ∈ + k = 0 là đường cực tiểu thứ nhất ở bên phải đường trung trực của hai nguồn + k = - 1 là đường cực tiểu thứ nhất ở bên trái đường trung trực của hai nguồn C 4. 1. Hai nguồn dao động cùng pha ( 1 2 Δφ=φ -φ =2kπ ) C4.1. - Biên độ dao động tại M cực đại: M A =2A = A 1 + A 2 - Điểm dao động cực đại: d 1 – d 2 = kλ (k∈Z) - Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn): - < k < λ λ l l với l = S 1 S 2 - Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d 1 – d 2 = (2k+1) 2 λ (k∈Z) - Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn): 1 1 2 2 l l k λ λ − − < < − C 4.2. Hai nguồn dao động ngược pha: 1 2 Δφ=φ -φ =(2k+1)π - 8 - Nguyễn Thị Bích Hoàng ÔN TẬP CHƯƠNG II SÓNG CÓ VÀ SÓNG ÂM VẬT LÝ 12 - Biên độ dao động tại M cực tiểu: A M = |A 1 - A 2 | = 0 - Điểm dao động cực đại: d 1 – d 2 = (2k+1) 2 λ (k∈Z) - Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn): 1 1 2 2 l l k λ λ − − < < − - Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d 1 – d 2 = kλ (k∈Z) - Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn): l l k λ λ − < < C.4.3.Tìm số đường dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai nguồn lần lượt là d 1M , d 2M , d 1N , d 2N . - Đặt ∆d M = d 1M - d 2M ; ∆d N = d 1N - d 2N và giả sử ∆d M < ∆d N . - Hai nguồn dao động cùng pha: • Cực đại: ∆d M < kλ < ∆d N • Cực tiểu: ∆d M < (k+0,5)λ < ∆d N - Hai nguồn dao động ngược pha: • Cực đại:∆d M < (k+0,5)λ < ∆d N • Cực tiểu: ∆d M < kλ < ∆d N . Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số đường cần tìm. C5. Về sóng dừng: C5.1. Một số khái niệm cần nắm - Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng. - Đầu tự do là bụng sóng. - Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ngược pha. - Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha. - Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi ⇒ năng lượng không truyền đi. - Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ. - Sóng đang truyền trong một môi trường, mà gặp vật cản, thì bị phản xạ. - Nếu vật cản cố định, thì phản xạ đổi dấu; tức là li độ của một điểm của môi trường trong sóng phản xạ trái dấu với li độ trong sóng tới. Khi đó lộ trình của sóng phản xạ tăng hoặc giảm nửa bước sóng. - Nếu vật cản di động được, thì phản xạ là không đổi dấu. Khi đó lộ trình của sóng phản xạ không thay đổi. C5.2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l: - Hai đầu là nút sóng ( hai đầu cố định): * ( ) 2 l k k N λ = ∈ * Số bụng sóng = số bó sóng = k * Số nút sóng = k + 1 - Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng ( một đầu cố định, một đầu tự do): (2 1) ( ) 4 l k k N λ = + ∈ * Số bó sóng nguyên = k * Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1 C5.3. Chú ý: Trong hiện tượng truyền sóng trên sợi dây, dây được kích thích dao động bởi nam châm điện với tần số dòng điện là f thì tần số dao động của dây là 2f. - 9 - Nguyễn Thị Bích Hoàng ÔN TẬP CHƯƠNG II SÓNG CÓ VÀ SÓNG ÂM VẬT LÝ 12 C5.4. Phương trình sóng dừng trên sợi dây CB (với đầu C cố định hoặc dao động nhỏ là nút sóng) * Đầu B cố định (nút sóng): - Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại B: B u =Acos2πft và B u' = -Acos2πft = Acos(2πft - π) - Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là: M d u =Acos(2πft+2π ) λ và M d u' =Acos(2πft - 2π - π) λ - Phương trình sóng dừng tại M: M M M u = u + u' M dπ π d π u = 2Acos(2π + )cos(2πft - )= 2Asin(2π )cos(2πft + ) λ 2 2 λ 2 - Biên độ dao động của phần tử tại M: M dπ d A =2A cos(2π + ) =2A sin(2π ) λ 2 λ * Đầu B tự do (bụng sóng): - Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại B: B B u = u' = Acos2πft - Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là: M d u = Acos(2πft + 2π ) λ và M d u' = Acos(2πft - 2π ) λ - Phương trình sóng dừng tại M: M M M u = u + u' ; M d u = 2Acos(2π )cos(2πft) λ - Biên độ dao động của phần tử tại M: M d A = 2A cos(2π ) λ Lưu ý: * Với x là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ: M x A = 2A sin(2π ) λ * Với x là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ: M d A = 2A cos(2π ) λ * Độ cao của bụng sóng: d = 2 A M = 4A C6. Về sóng âm: C6.1. Cường độ âm: W P I= = tS S Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn; S (m 2 ) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πR 2 ) C6.2. Mức cường độ âm 0 ( ) lg I L B I = Hoặc 0 ( ) 10.lg I L dB I = Với I 0 = 10 -12 W/m 2 ở f = 1000Hz: cường độ âm chuẩn. C6.3. Tần số do đàn phát ra (hai đầu dây cố định ⇒ hai đầu là nút sóng) ( k N*) 2 v f k l = ∈ Ứng với k = 1 ⇒ âm phát ra âm cơ bản có tần số 1 2 v f l = k = 2,3,4… có các hoạ âm bậc 2 (tần số 2f 1 ), bậc 3 (tần số 3f 1 )… C6.4. Tần số do ống sáo phát ra (một đầu bịt kín, một đầu để hở ⇒ một đầu là nút sóng, một đầu là bụng sóng) - 10 - Nguyễn Thị Bích Hoàng [...]... môi trờng chất lỏng C Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chất khí D Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chân không Hớng dẫn: Sóng cơ học chỉ lan truyền đợc trong môi trờng vật chất đàn hồi Đó là các môi trờng rắn, lỏng, khí.Chọn D Cõu.2.9:Phát biểu nào sau đây về sóng cơ học là không đúng? A Sóng cơ học là quá trình lan truyền dao động cơ học trong một môi trờng liên tục... truyền trong không khí Sóng đó đợc gọi là: A sóng siêu âm B sóng âm C sóng hạ âm D cha đủ điều kiện để kết luận Hớng dẫn: Sóng âm là sóng cơ học có tần số từ 16Hz đến 20000Hz Sóng hạ âm là sóng cơ học có tần số nhỏ hơn 16Hz Sóng siêu âm là sóng cơ học có tần số lớn hơn 20000Hz.Chọn B Cõu.2.53:Sóng cơ học lan truyền trong không khí với cờng độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ đợc sóng cơ học nào sau đây?... SểNG Cể V SểNG M A Sóng cơ học có tần số 10Hz C Sóng cơ học có chu kỳ 2,0s VT Lí 12 B Sóng cơ học có tần số 30kHz D Sóng cơ học có chu kỳ 2,0ms Hớng dẫn: Từ chu kỳ suy ra tần số, so sánh tần số tìm đợc với dải tần số 16Hz đến 20000Hz.Chọn D Cõu.2.54:Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Sóng âm là sóng cơ học có tần số nằm trong khoảng từ 16Hz đến 20kHz B Sóng hạ âm là sóng cơ học có tần số nhỏ hơn 16Hz... đợc tính theo công thức A = v.f; B = v/f; C = 2v.f; D = 2v/f Hớng dẫn: Theo định nghĩa: Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đợc trong một chu kỳ nên công thức tính bớc sóng là = v.T = v/f với v là vận tốc sóng, T là chu kỳ sóng, f là tần số sóng.Chọn B Cõu.2.8:Phát biểu nào sau đây không đúng với sóng cơ học? A Sóng cơ học có thể lan truyền đợc trong môi trờng chất rắn B Sóng cơ học có thể lan... vận tốc sóng là không đổi Vận tốc dao động của các phần tử là đạo hàm bậc nhất của li độ dao động của phần tử theo thời gian Vận tốc sóng và vận tốc dao động của các phần tử là khác nhau Chọn C Cõu.2.11:Sóng cơ học lan truyền trong môi trờng đàn hồi với tốc độ v không đổi, khi tăng tần số sóng lên 2 lần thì bớc sóng A tăng 4 lần B tăng 2 lần C không đổi D giảm 2 lần Hớng dẫn: Vận dụng công thức tính bớc... tạo ra từ hai tâm sóng có cùng tần số, cùng pha hoặc lệch pha một góc không đổi.Chọn D Cõu.2.38:Phát biểu nào sau đây là không đúng?Khi xảy ra hiện tợng giao thoa : A sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm dao động với biên độ cực đại B sóng trên mặt chất lỏng, tồn tại các điểm không dao động C sóng trên mặt chất lỏng, các điểm không dao động tạo thành các vân cực tiểu D sóng trên mặt chất lỏng, các... tốc độ 360m/s trong không khí Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau 1m trên một phơng truyền sóng là A = 0,5(rad) B = 1,5(rad) C = 2,5(rad) D = 3,5(rad) Hớng dẫn: Độ lệch pha giữa hai điểm trên cùng một phơng truyền sóng đợc tính theo công thức: = 2d 2fd = v Chọn C Cõu.2.57:Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Nhạc âm là do nhiều nhạc cụ phát ra B Tạp âm là các âm có tần số không xác định C Độ cao... trong không khí là 340m/s, khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phơng truyền sóng dao động ngợc pha nhau là 0,85m Tần số của âm là A f = 85Hz B f = 170Hz C f = 200Hz D f = 255Hz Hớng dẫn: Khoảng cách giữa hai điểm dao động ngợc pha gần nhau nhất trên một phơng truyền sóng là một nửa bớc sóng = 1,7m Sau đó áp dụng công thức tính bớc sóng = v.T = v/f.Chọn C Cõu.2.52:Một sóng cơ học có... đến 20kHz B Sóng hạ âm là sóng cơ học có tần số nhỏ hơn 16Hz C Sóng siêu âm là sóng cơ học có tần số lớn hơn 20kHz D Sóng âm thanh bao gồm cả sóng âm, hạ âm và siêu âm Hớng dẫn: Sóng âm thanh chính là sóng âm.Chọn D Cõu.2.55:Tốc độ âm trong môi trờng nào sau đây là lớn nhất? A Môi trờng không khí loãng B Môi trờng không khí C Môi trờng nớc nguyên chất D Môi trờng chất rắn Hớng dẫn: Vận tốc âm phụ thuộc... trong một chu kỳ - 13 - Nguyn Th Bớch Hong ễN TP CHNG II SểNG Cể V SểNG M VT Lí 12 Hớng dẫn: Sóng ngang là sóng có các phần tử dao động theo phơng vuông góc với phơng truyền sóng.Chọn B Cõu.2.10:Phát biểu nào sau đây về đại lợng đặc trng của sóng cơ học là không đúng? A Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động B Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động . cơ học có tần số từ 16Hz đến 20000Hz. Sóng hạ âm là sóng cơ học có tần số nhỏ hơn 16Hz. Sóng siêu âm là sóng cơ học có tần số lớn hơn 20000Hz.Chọn B. Cõu.2.53:Sóng cơ học lan truyền trong không. cơ học nào sau đây? - 18 - Nguyn Th Bớch Hong ễN TP CHNG II SểNG Cể V SểNG M VT Lí 12 A. Sóng cơ học có tần số 10Hz. B. Sóng cơ học có tần số 30kHz. C. Sóng cơ học có chu kỳ 2,0s. D. Sóng cơ học. kỳ nên công thức tính bớc sóng là = v.T = v/f với v là vận tốc sóng, T là chu kỳ sóng, f là tần số sóng.Chọn B. Cõu.2.8:Phát biểu nào sau đây không đúng với sóng cơ học? A. Sóng cơ học có thể