Dạy học chương I, vật lý 12 theo hướng phát triển năng lực học sinh. . Cơ sở lý thuyết 1. Sóng cơ học: Sóng cơ học là những dao động cơ lan truyền trong một môi trường . Sóng ngang: có phương dao động của các phần tử vuông góc với phương truyền sóng. Sóng dọc : có phương dao động của các phần tử trùng với phương truyền sóng.
Trang 1CHỦ ĐỀ: ĐẠI CƯƠNG SÓNG CƠ HỌC
I Cơ sở lý thuyết
1 Sóng cơ học: Sóng cơ học là những dao động cơ lan truyền trong một môi trường
- Sóng ngang: có phương dao động của các phần tử vuông góc với phương truyền sóng.
- Sóng dọc : có phương dao động của các phần tử trùng với phương truyền sóng.
2 Các đại lượng đặt trưng của chuyển động sóng:
a Chu kỳ, tần số sóng: Là chu kỳ, tần số dao động của nguồn dao động
b Biên độ sóng: Biên độ sóng tại mỗi điểm trong không gina chính là biên độ dao động của phần tử môi trường tại điểm đó
c Bước sóng:
- Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất dao
động cùng pha
Gọi là khoảng cách giữa n ngọn sóng: n 1
- Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kì dao động của sóng
nếu quan sát được n ngọn sóng nhô lên trong thời gian t(s) thì chu kì sóng là: 1
n
t T
Công thức : v .T v f
3- Phương trình sóng:
Giả sử dao động tại nguồn có phương trình:
u0=Acost thì dao động tại 1 điểm M có phương trình O v M x
Trang 2uM
=Acos(t-
x
2 )= A Cos[2( )
x T
t
4 Độ lệch pha của hai súng tại hai điểm M,N trờn cựng một phương truyền súng:
Độ lệch pha: d
2
với d=MN
Điểm nào gần nguồn hơn súng tại đú sẽ sớm pha hơn
Đặc biệt:
+ Súng tại M, N cựng pha nhau : k 2 d k. (k=1,2,3…)
+ Súng tại M, N ngược pha nhau:
2
1 2
1 2 )
1 2
+ Súng tại M,N vuụng pha : 2 122
5 Một số nhận xột:
Phõn biệt tốc độ dao động (của cỏc phần tử của mụi trường) và tốc độ truyền súng:
+ Tốc độ lan truyền súng (vận tốc truyền súng) : v t s (s là quóng đường mà súng truyền được trong thời gian t)
+ Tốc độ dao động: u' A sin t
Quỏ trỡnh truyền súng là quỏ trỡnh:
+ truyền pha dao động vỡ trong quỏ trỡnh truyền súng chỉ cú pha dao động được truyền đi, cũn
cỏc phần tử vật chất khụng bị truyền đi (quỏ trỡnh truyền súng là quỏ trỡnh truyền biến dạng).
+ truyền năng lượng
Trong quỏ trỡnh truyền súng, biờn độ súng giảm năng lượng súng giảm
Súng cú tớnh tuần hoàn theo thời gian với chu kỡ T và cú tớnh tuần hoàn trong khụng gian với chu kỡ (cứ sau mỗi đoạn cú độ dài bằng bước súng, súng lại cú hỡnh dạng lặp lại như cũ) )
II Bài tập điển hỡnh
2.1 Dạng 1: Bước súng và vận tốc truyền súng
Vớ dụ 1: Nguồn phỏt súng S trờn mặt nước tạo dao động với tần số f =100 Hz Biết khoảng cỏch
giữa 7 gợn lồi liờn tiếp là 3cm Vận tốc truyền súng trờn mặt nước là bao nhiờu?
A 25 cm/s B 50 cm/s C 100 cm/s D 150 cm/s
HD: Bước súng 3 0,5( )
Vận tốc truyền súng: v f = 50 cm/s => Đỏp ỏn B
Vớ dụ 2: Xột súng trờn mặt nước, một điểm A trờn mặt nước dao động với biờn độ là 3cm, biết lỳc
t = 2s tại A cú li độ x = 1,5cm và đang chuyển động theo chiều dương với f = 20Hz Biết B chuyển động cựng pha với A gần A nhất cỏch A là 0,2 m Tớnh vận tốc truyền súng
HD: Khoảng cỏch AB = = 0,2 m
Vận tốc truyền súng: v f = 4 m/s => Đỏp ỏn B
2.2 Dạng 2: Độ lệch pha giữa hai điểm trờn phương truyền súng
O
Trang 3Ví dụ 1: Một nguồn âm có tần số f = 500Hz Hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng
cách nhau 25cm luôn dao động lệch pha nhau π/4 Vận tốc truyền sóng là:
HD: Độ lệch pha giữa hai điểm 2 d
=> 2 d
= 200 cm/s = 2 m/s Vậy vận tốc truyền sóng: v f = 1 (km/s) => đáp án B
Ví dụ 2: Một sóng âm có tần số 510 Hz lan truyền trong không khí với vận tốc 340 m/s Độ lệch
pha của sóng tại hai điểm trên phương truyền cách nhau 50 cm là:
HD: Bước sóng : v 2f 3= 0,67 m
Độ lệch pha giữa hai điểm: 2 d
2
=> đáp án A
Ví dụ 3: Nguồn sóng ở O dao động với tần số 10Hz , dao động truyền đi với vận tốc 0,4m/s trên
phương Oy trên phương này có 2 điểm P và Q theo thứ tự đó PQ = 15cm Cho biên độ a = 1cm
và biên độ không thay đổi khi sóng truyền Nếu tại thời điểm nào đó P có li độ 1cm thì li độ tại Q là:
HD: Bước sóng : v 4cm
f
Độ lệch pha giữa P và Q là: 2 d
= 7,5 => P và Q dao động ngược pha
=> Vậy khi P có li độ 1cm thì li độ tại Q là – 1cm => Đáp án D
2.3 Dạng 3: Phương trình truyền sóng
Ví dụ 1: Tìm vận tốc truyền sóng cơ biểu thị bởi phương trình: u = 2cos(100πt - 5πd) (cm), (d tính
bằng m)
HD: Chu kì T = 2
= 0,02 s 2
5d d
=> v
T
= 20 m/s => Đáp án A
Ta cũng có thể tính vận tốc truyền sóng bằng công thức tính nhanh: v = He sot
He so x =20m/s
Ví dụ 2: Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u = 5cos (0t.1 2x)mm Trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây Vị trí của phần tử sóng M cách gốc toạ độ 3m ở thời điểm t = 2 s là
A uM = 5 mm B uM = 0 mm C uM = 5 cm D uM = 2.5 mm
HD: Thay x = 300cm, t = 2s vào phương trình ta tính: u = 5cos (( 2 300)
0,1 2 = 5 mm
=> đáp án A
Trang 4Ví dụ 3: Một dao động lan truyền trong môi trường liên tục từ điểm M đến điểm N cách M một
đoạn 0,9(m) với vận tốc 1,2(m/s) Biết phương trình sóng tại N có dạng uN = 0,02cos2t(m) Viết biểu thức sóng tại M:
2
3 t 2 cos 02 , 0
2
3 t 2 cos 02 , 0
2 t 2 cos 02 , 0
HD: Bước sóng = 1,2m
M dao động sớm pha hơn N => Biểu thức sóng tại M có dạng:
M
d
=> Đáp án B
3 Bài tập luyện thêm
Dạng 1: Bước sóng và vận tốc truyền sóng
Câu 1: Chọn câu trả lời sai
A Sóng cơ học là những dao động lan truyền theo thời gian và trong không gian
B Sóng cơ học là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong một môi trường vật chất
C Phương trình sóng cơ là một hàm biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kì là T
D Phương trình sóng cơ là một hàm biến thiên tuần hoàn trong không gian với chu kì là T
Câu 2: Sóng dọc là sóng:
A có phương DĐ nằm ngang
B có phương DĐ thẳng đứng
C có phương DĐ vuông góc với phương truyền sóng
D có phương DĐ trùng với phương truyền sóng
Câu 3: Đối với sóng cơ học, vận tốc truyền sóng
A phụ thuộc vào chu kỳ, bước sóng và bản chất môi trường truyền sóng
B chỉ phụ thuộc vào tần số sóng
C phụ thuộc vào bước sóng và bản chất môi trường truyền sóng
D bản chất môi trường truyền sóng
Câu 4 Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm
A trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó ngược pha
B gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha
C gần nhau nhất mà dao động tại hai điểm đó cùng pha
D trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha
Câu 5: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sóng cơ?
A Sóng cơ truyền trong chất lỏng luôn là sóng ngang
B Bước sóng là kh/cách giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng mà dao động tại hai điểm đó cùng pha
C Sóng cơ truyền trong chất rắn luôn là sóng dọc
Trang 5D Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng
mà dao động tại hai điểm đó cùng pha
Câu 6 Khi nói về sự truyền sóng cơ trong một môi trường, phát biểu nào sau đây đúng?
A Những phần tử của môi trường trên cùng một hướng truyền sóng và cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha
B Những phần tử của môi trường cách nhau một số nguyên lần bước sóng thì dao động cùng pha
C Hai phần tử của môi trường cáh nhau một phần tư bước sóng thì dao động lệch pha nhau
900
D Hai phần tử của môi trường cáh nhau một nủa bước sóng thì dao động ngược pha..
Câu 7: Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u = 8sin2(0t.1 2x)(mm) , trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây Chu kì của sóng là
A T = 0,1 s B T = 50 s C T = 8 s D T = 1 s
Câu 8: Một sóng truyền trên mặt nước có bước sóng= 2 m Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền dao động cùng pha nhau là
Câu 9(CĐ_2009): Một sóng cơ có chu kì 2 s truyền với tốc độ 1 m/s Khoảng cách giữa hai điểm
gần nhau nhất trên một phương truyền mà tại đó các phần tử môi trường dao động ngược pha nhau là
Câu 10: Một nguồn phát sóng dao động theo phương trình u = acos20t(cm) với t tính bằng giây.
Trong khoảng thời gian 2 s, sóng này truyền đi được quãng đường bằng bao nhiêu lần bước sóng ?
Câu 11: Một người quan sát sóng trên mặt hồ thấy khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp
bằng 2m và có 6 ngọn sóng qua trước mặt trọng 8s Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là:
Câu 12: Người quan sát chiếc phao trên mặt biển , thấy nó nhô lên cao 10 lần trong khoảng thời
gian 27 s Tính tần số của sóng biển
Câu 13: Một người quan sát trên mặt nước biển thấy một cái phao nhô lên 5 lần trong 20(s) và
khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp là 2(m) Vận tốc truyền sóng biển là:
Câu 14: Đặt mũ) i nhọn S (gắn vào đầu của một thanh thép nằm ngang) chạm mặt nước Khi lá
thép dao động với tần số f = 120Hz, tạo trên mặt nước một sóng có biên độ 6mm, biết rằng khoảng cách giữa 9 gợn lồi liên tiếp là 4cm Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là:
A v = 120cm/s B v = 40cm/s C v = 100cm/s D v = 60cm/s
Câu 15: Tại một điểm trên mặt chất lỏng có một nguồn dao động với tần số 120 Hz, tạo ra sóng
ổn định trên mặt chất lỏng Xét 5 gợn lồi liên tiếp trên một phương truyền sóng, ở về một phía so với nguồn, gợn thứ nhất cách gợn thứ năm 0,5 m Tốc độ truyền sóng là
Câu 16: Người ta gây một chấn động ở đầu O một dây cao su căng thẳng làm tạo nên một dao
động theo phương vuông góc với vị trí bình thường của dây, với chu kỳ 1,8s Sau 4s chuyển động
truyền được 20m dọc theo dây Bước sóng của sóng tạo thành truyền trên dây:
Trang 6A 9m B 6m C 4m D 3m
Dạng 2: Độ lệch pha giữa hai điểm trên phương truyền sóng
Câu 1: Một nguồn sóng cơ dao động điều hoà theo phương trình )
4 3 cos(
cách giữa hai điểm gần nhất trên phương truyền sóng có độ lệch pha /3 là 0,8m Tốc độ truyền sóng là bao nhiêu ?
Câu 2: Một nguồn âm có tần số f = 500Hz Hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng cách
nhau 25cm luôn dao động lệch pha nhau π/4 Vận tốc truyền sóng là:
Câu 3: Một sóng âm có tần số 510 Hz lan truyền trong không khí với vận tốc 340 m/s Độ lệch
pha của sóng tại hai điểm trên phương truyền cách nhau 50 cm là:
Câu 4(CĐ _2008): Sóng cơ có tần số 80Hz lan truyền trong một môi trường với vận tốc 4 m/s.
Dao động của các phần tử vật chất tại hai điểm trên một phương truyền sóng cách nguồn sóng những đoạn lần lượt 31 cm và 33,5 cm, lệch pha nhau góc:
A /2 rad B rad C 2 rad D /3 rad
Câu 5.(ĐH_2009): Một sóng âm truyền trong thép với vận tốc 5000m/s Nếu độ lệch của sóng âm
đó ở hai điểm gần nhau nhất cách nhau 1m trên cùng một phương truyền sóng là / 2 thì tần số của sóng bằng:
Câu 6(ĐH_2009): Một nguồn phát sóng cơ dao động theo phương trình u = 4cos(4t - /4) Biết
dao động tại hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng cách nhau 0,5 m có độ lệch pha là /3 Tốc độ truyền của sóng đó là :
Câu 7: Nguồn sóng ở O dao động với tần số 10Hz , dao động truyền đi với vận tốc 0,4m/s trên
phương Oy trên phương này có 2 điểm P và Q theo thứ tự đó PQ = 15cm Cho biên độ a = 1cm
và biên độ không thay đổi khi sóng truyền Nếu tại thời điểm nào đó P có li độ 1cm thì li độ tại Q là:
Câu 8: Sóng truyền dọc theo sợi dây căng ngang và rất dài Biết phương trình sóng tại O có dạng
uo = 3cos|t(cm), vận tốc truyền sóng là v = 20cm/s Nếu M và N là hai điểm gần nhau nhất dao động vuông pha với nhau và M cùng pha với O thì khoảng cách từ O đến M và từ O đến N có thể là:
A.80cm và 75cm B 37,5cm và 12,5cm C 80cm và 70cm D 85,5cmvà 80cm
Câu 9: Sóng truyền dọc theo sợi dây căng ngang và rất dài Biết phương trình sóng tại O có dạng
uo = 3sin4|t(cm), vận tốc truyền sóng là v = 50cm/s Nếu M và N là hai điểm gần nhau nhất dao động cùng pha với nhau và ngược pha với O thì khoảng cách từ O đến M và từ O đến N có thể là:
A 25cm và 75cm B 37,5cm và 12,5cm
C 50,5cm và 25,5cm D 25cm và 50cm
Trang 7Cõu 10(CĐ_2012): Một súng ngang truyền trờn sợi dõy rất dài với tốc độ truyền súng là 4m/s và
tần số súng cú giỏ trị từ 33 Hz đến 43 Hz Biết hai phần tử tại hai điểm trờn dõy cỏch nhau 25 cm luụn dao động ngược pha nhau Tần số súng trờn dõy là
Cõu 11(ĐH _2001): Tại điểm S trờn mặt nước yờn tĩnh cú nguồn dao động điều hoà theo phương
thẳng đứng với tần số f Khi đú trờn mặt nước hỡnh thành hệ súng trũn đồng tõm S Tại hai điểm
M, N nằm cỏch nhau 5cm trờn đường thẳng đi qua S luụn dao động ngược pha với nhau Biết tốc
độ truyền súng trờn mặt nước là 80cm/s và tần số của nguồn dao động thay đổi trong khoảng từ 48Hz đến 64Hz Tần số dao động của nguồn là
Cõu 12(ĐH _2003): Tại điểm S trờn mặt nước yờn tĩnh cú nguồn dao động điều hoà theo phương
thẳng đứng với tần số 50Hz Khi đú trờn mặt nước hỡnh thành hệ súng trũn đồng tõm S Tại hai điểm M, N nằm cỏch nhau 9cm trờn đường thẳng đi qua S luụn dao động cựng pha với nhau Biết rằng, tốc độ truyền súng thay đổi trong khoảng từ 70cm/s đến 80cm/s Tốc độ truyền súng trờn mặt nước là
A 75cm/s B 80cm/s C 70cm/s D 72cm/s
Cõu 13(ĐH_2011): Một súng hỡnh sin truyền theo phương Ox từ nguồn O với tần số 20 Hz, cú
tốc độ truyền súng nằm trong khoảng từ 0,7 m/s đến 1 m/s Gọi A và B là hai điểm nằm trờn Ox, ở cựng một phớa so với O và cỏch nhau 10 cm Hai phần tử mụi trường tại A và B luụn dao động ngược pha với nhau Tốc độ truyền súng là
A 90 cm/s B 100 cm/s C 80 cm/s D 85 cm/s
Cõu 14: Một súng ngang tần số100Hz truyền trờn một sợi dõy nằm ngang với vận tốc 60m/s M
và N là hai điểm trờn dõy cỏch nhau 0,75m và súng truyền theo chiều từ M tới N Chọn trục biểu diễn li độ cho cỏc điểm cú chiều dương hướng lờn trờn Tại một thời điểm nào đú M cú li độ õm
và đang chuyển động đi xuống Tại thời điểm đú N sẽ cú li độ và chiều chuyển động tương ứng là:
A Âm, đi xuống B Âm, đi lờn C Dương, đi xuống D Dương, đi lờn
Cõu 15: Một dõy đàn hồi dài cú đầu A dao động theo phương vuụng gúc với sợi dõy Tốc độ
truyền súng trờn dõy là 4m/s Xột một điểm M trờn dõy và cỏch A một đoạn 40cm, người ta thấy
M luụn luụn dao động lệch pha so với A một gúc = (k + 0,5) với k là số nguyờn Tớnh tần
số, biết tần số f cú giỏ trị trong khoảng từ 8 Hz đến 13 Hz
Dạng 3: Phương trỡnh truyền súng
Cõu 1: Tỡm vận tốc truyền súng cơ biểu thị bởi phương trỡnh: u = 2cos(100πt - 5πd) (cm), (d tớnh
bằng m)
Cõu 2: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phơng trình u=30cos( 4.103t – 50x) cm: trong đó toạ độ x đo bằng mét (m), thời gian đo bằng giây (s), vận tốc truyền sóng bằng:
Cõu 3: Một súng ngang truyền trờn sợi dõy rất dài với phương trỡnh súng u U cos 20 t 0 x
10
Trong đú x tớnh bằng cm, t tớnh bằng giõy Tốc độ truyền súng bằng bao nhiờu?
Trang 8Câu 4(CĐ _2008): Sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình
u cos(20t 4x) (cm) (x tính bằng mét, t tính bằng giây) Vận tốc truyền sóng này trong môi trường trên bằng
Câu 5(CĐ - 2009): Một sóng truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4t – 0,02x) (u và
x tính bằng cm, t tính bằng giây) Tốc độ truyền của sóng này là
Câu 6(CĐ 2010): Một sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình
u=5cos(6t-x) (cm) (x tính bằng mét, t tính bằng giây) Tốc độ truyền sóng bằng
Câu 7: Cho một sóng ngang có phương trình sóng là u = 5cos (0t.1 2x)mm Trong đó x tính bằng cm, t tính bằng giây Vị trí của phần tử sóng M cách gốc toạ độ 3m ở thời điểm t = 2 s là
A uM = 5 mm B uM = 0 mm C uM = 5 cm D uM = 2.5 mm
Câu 8(ĐH _2008): Một sóng cơ lan truyền trên một đường thẳng từ điểm O đến điểm M cách O
một đoạn d Biết tần số f, bước sóng và biên độ a của sóng không đổi trong quá trình sóng truyền Nếu phương trình dao động của phần tử vật chất tại điểm M có dạng uM(t) = acos2ft thì phương trình dao động của phần tử vật chất tại O là
A u0(t) = a cos2(ft – d/) B u0(t) = a cos2(ft + d/)
C u0(t) = a cos(ft – d/) D u0(t) = a cos(ft + d/)
Câu 9: Đầu O của một sợi dây đàn hồi nằm ngang dao động điều hoà theo phương vuông góc với sợi
dây với biên độ 3cm với tần số 2Hz Tốc độ truyền sóng trên dây là 1m/s Chọn gốc thời gian lúc đầu
O đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương Ly độ của điểm M trên dây cách O đoạn 2,5m tại thời điểm 2s là:
A uM = 1,5cm B uM = -3cm C uM = 3cm D uM = 0
Câu 10: Một sóng cơ học lan truyền từ O theo phương Oy với vận tốc v = 40(cm/s) Năng lượng
của sóng được bảo toàn khi truyền đi Dao động tại điểm O có dạng: t ( cm )
2 sin 4
độ dao động tại một điểm M nào đó trên phương truyền sóng ở thời điểm t là 3(cm) Li độ của điểm M sau thời điểm đó 6(s)
Câu 11(ĐH_2012): Hai điểm M, N cùng nằm trên một hướng truyền sóng và cách nhau một phần
ba bước sóng Biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền Tại một thời điểm, khi li độ dao động của phần tử tại M là 3 cm thì li độ dao động của phần tử tại N là -3 cm Biên độ sóng bằng
Câu 12: Trên một sợi dây có sóng dừng, điểm bụng M cách nút gần nhất N một đoạn 10cm,
khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp trung điểm P của đoạn MN có cùng li độ với điểm M là 0,1 giây Tốc độ truyền sóng trên dây là
Câu 13: Sóng có tần số 20Hz truyền trên chất lỏng với tốc độ 200cm/s, gây ra các dao động theo
phương thẳng đứng của các phần tử chất lỏng Hai điểm M và N thuộc mặt chất lỏng cùng phương truyền sóng cách nhau 22,5cm Biết điểm M nằm gần nguồn sóng hơn Tại thời điểm t
Trang 9điểm N hạ xuống thấp nhất Hỏi sau đó thời gian ngắn nhất là bao nhiêu thì điểm M sẽ hạ xuống thấp nhất?
A 3/20s B 3/80s C 7/160s D 1/160s
Câu 14: Sóng truyền theo phương ngang trên một sợi dây dài với tần số 10Hz Điểm M trên dây
tại một thời điểm đang ở vị trí cao nhất và tại thời điểm đó điểm N cách M 5cm đang đi qua vị trí
có li độ bằng nửa biên độ và đi lên Coi biên độ sóng không đổi khi truyền Biết khoảng cách MN nhỏ hơn bước sóng của sóng trên dây Chọn đáp án đúng cho tốc độ truyền sóng và chiều truyền sóng
A 60cm/s, truyền từ M đến N B 3m/s, truyền từ N đến M
C 60cm/s, từ N đến M D 30cm/s, từ M đến N
Câu 15(ĐH_2013): Một sóng hình sin đang truyền trên một sợi dây theo chiều dương của trục
Ox Hình vẽ mô tả hình dạng của sợi dây tại thời điểm t1
(đường nét đứt) và t2 = t1 + 0,3 (s) (đường liền nét) Tại thời
điểm t2, vận tốc của điểm N trên đây là:
A 65,4 cm/s B -65,4 cm/s
C -39,3 cm/s D 39,3 cm/s
Câu 16(ĐH_2013): Một nguồn phát sóng dao động điều hòa tạo ra sóng tròn đồng tâm O truyền
trên mặt nước với bước sóng Hai điểm M và N thuộc mặt nước, nằm trên hai phương truyền sóng mà các phần tử nước đang dao động Biết OM = 8, ON = 12 và OM vuông góc với ON Trên đoạn MN, số điểm mà phần tử nước dao động ngược pha với dao động của nguồn O là
4 Kiến thức mở rộng
4.1 Sóng địa chấn
Sóng địa chấn (Seismic wave) là dạng sóng cơ học chứa năng lượng phát sinh từ nguồn chấn động trong đất như động đất, núi lửa, nổ, đập, rung, và truyền qua các lớp của Trái Đất
Khi dao động nhỏ không gây biến dạng môi trường thì nó là sóng đàn hồi (elastic wave) Những nguồn tự nhiên hay nhân tạo không kiểm soát thì tạo ra sóng biên độ nhỏ thường được gọi
là vi địa chấn (microtremor) hay rung chấn môi trường (ambient vibration)
Tốc độ truyền của sóng phụ thuộc vào mật độ và độ đàn hồi của môi trường, có xu hướng tăng theo độ sâu Tốc độ sóng dọc P thay đổi từ 0,33 km/s trong không khí, 0,3 - 1,5 km/s ở lớp trên mặt đất, 1,45 km/s trong nước, 1,5 – 8 km/s ở vỏ Trái Đất đến 13 km/s ở quyển manti
Các nguồn chấn động tạo ra các loại sóng khác nhau với tốc độ truyền khác nhau Sóng có thể lan truyền trên mặt thoáng của thạch quyển - thủy quyển, hoặc xuống dưới sâu Khi gặp một ranh giới địa chấn thì xảy ra sự khúc xạ hoặc phản xạ của sóng địa chấn, và điều này được sử dụng trong Địa vật lý để nghiên cứu cấu trúc của phần bên trong của Trái đất
Vật lý Địa cầu sử dụng các quan sát ở Trạm quan sát địa chấn bằng địa chấn
kế (seismometer) hoặc gia tốc kế (accelerometer), đo đạc cường độ và sự khác nhau về thời gian truyền các loại sóng để xác định vị trí và cường độ nguồn của chấn tâm (hypocenter), cũ) ng như
để nghiên cứu cấu trúc trong lòng Trái Đất
Địa vật lý thăm dò sử dụng nguồn phát sóng nhỏ và thu nhận sóng bằng các đầu thu sóng địa chấn (geophone) hay đầu thu sóng địa chấn trong nước (hydrophone) và ghi bằng máy ghi địa
Trang 10chấn (seismograph) hoặc máy ghi chuyên dụng khác, để điều tra cấu trúc nông bên dưới mặt đất mặt nước, phục vụ các dạng khảo sát địa chất và tìm kiếm khoáng sản
4.2 Động đất
Động đất hay địa chấn là sự rung chuyển của mặt đất do kết quả của sự giải phóng năng lượng bất ngờ ở lớp vỏ Trái Đất Nó cũ) ng xảy ra ở các hành tinh có cấu tạo với lớp vỏ ngoài rắn như trái đất Theo nghĩa rộng thì động đất dùng để chỉ các rung chuyển của mặt đất Chúng gây ra bởi các
nguyên nhân:
Nội sinh: Do vận động kiến tạo của các mảng kiến tạo trong vỏ Trái đất, dẫn đến các hoạt động đứt gãy và/hoặc phun trào núi lửa ở các đới hút chìm
Ngoại sinh: Thiên thạch va chạm vào Trái Đất, các vụ trượt lở đất đá với khối lượng lớn
Nhân sinh: Hoạt động của con người gồm cả gây rung động không chủ ý, hay các kích động có chủ ý trong khảo sát hoặc trong khai thác hay xây dựng, đặc biệt là các vụ thử hạt nhân dưới lòng đất
Trong quan niệm thông thường thì động đất được hiểu là các rung chuyển đủ mạnh trên diện tích đủ lớn, ở mức nhiều người cảm nhận được, có để lại các dấu vết phá hủy hay nứt đất ở vùng
đó Về mặt vật lý, các rung chuyển đó phải có biên độ đủ lớn, có thể vượt giới hạn đàn hồi của môi trường đất đá và gây nứt vỡ Nó ứng với động đất có nguồn gốc tự nhiên, hoặc mở rộng đến các vụ thử hạt nhân Chú ý rằng các địa chấn kế tại các trạm quan sát địa chấn được thiết kế để ghi nhận các động đất dạng như vậy, và lọc bỏ các chấn động do dân sinh gây ra
Nguyên nhân tự nhiên nội sinh liên quan đến vận động của các lớp và khối của Trái Đất Tuy rất chậm, các lớp vỏ và trong lòng Trái Đất vẫn luôn chuyển động Khi ứng suất cao hơn sức chịu đựng của thể chất Trái Đất thì sự đứt gãy xảy ra, giải phóng năng lượng và xảy ra động đất
Hầu hết mọi sự kiện động đất tự nhiên xảy ra tại các đường ranh giới của các mảng kiến tạo là các phần của thạch quyển của Trái Đất Các nhà khoa học dùng dữ kiện về vị trí các trận động đất để tìm ra những ranh giới này Nó dẫn đến phân loại:
Những trận động đất xảy ra tại ranh giới được gọi là động đất xuyên đĩa
Những trận động đất xảy ra trong một đĩa (hiếm hơn) được gọi là động đất trong đĩa
Những chấn tâm động đất toàn cầu, 1963–1998 (Nguồn: https://vi.wikipedia.org/wiki)
Động đất xảy ra hằng ngày trên Trái Đất, nhưng hầu hết không đáng chú ý và không gây ra