GiáoánVật lí 12 Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang Bài : GIAO THOA SÓNG Tiết 14-Tuần Ngày 12/9/2010 I- MỤC TIÊU : Mô tả tượng giao thoa sóng mặt nước nêu điều kiện để có giao thoa Viết công thức xác định vị trí cực đai cực tiểu giao thoa Vận dụng công thức (8-2) ; (8-3) SGK để giải toán đơn giản tượng giao thoa II- CHUẨN BỊ 1) Giáo viên : Thí nghiệm Hình 8-1 SGK 2) Học sinh : Ôn lại phần tổng hợp hai dao động III- TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1.Ổn định lớp Hoạt động 2.Kiểm tra cũ : -Sóng ? Thế sóng ngang ? Thế sóng dọc ? -Bước sóng ? Viết phương trình sóng ? -Sóng dao động truyền từ đầu O đến đầu M, phần tử M dao động theo phương trình u M = cos(2πt − π ) cm Hãy xác định chu kì dao động, bước sóng ? Đáp án: Từ phương trình: Ta có: 2π 2π x t− ) T λ 2π = π suy ra: λ = 2cm λ u M = A cos( 2π = 2π =>T= 1s T HOẠT ĐỘNG GV Hoạt động 3: Tìm hiểu HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA SÓNG NƯỚC GV treo Hình 8-1 SGK (vẽ sẳn) diễn giảng TN giao thoa sóng nước -Yêu cầu hs trả lời C1? -GV giải thích tượng giao thoa sóng nước HOẠT ĐỘNG HS -Quan sát hỉnh vẽ 8-1 sgk nghe gv diễn giảng giao thoa sóng nước -Trả lời C1 : Những hypebol liền nét biểu diễn chổ gặp hai sóng tăng cường lẫn nhau, đường hypebol nét đứt biểu diễn chổ găp hai sóng triệt tiêu lẫn -Hs lắng nghe ghi nhận vào tập - Biểu thức sóng dao động điểm M sóng từ S S2 truyền đến ? a+ b a−b )cos( ) 2 cosa +cosb = a+ b a−b 2cos( )cos( ) 2 S 2 d -Phương trình sóng từ S1 đến M : u1M = A cos 2π d t d (t − ) = A cos 2π ( − ) T v T λ Phương trình sóng từ S2 đến M : 2π d t d = A cos (t − ) = A cos 2π ( − ) T v T λ - Sóng tổng hợp M : 2sin( S 1 u2 M -Biểu thức sóng dao động tổng hợp M ? Áp dụng : Sina +sinb = 2) Giải thích : -Những đường cong dao động với biên độ cực đại ( Do sóng gặp tăng cường lẫn nhau) -Những đường cong dao động với biên độ cực tiểu đứng yên ( Do 2sóng gặp triệt tiêu lẫn nhau) -Các gợn sóng có hình đường hypebol gọi vân giao thoa II- CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU 1-Dao động điểm vùng giao thoa : -Cho nguồn S1 S2 có M tần số f , pha : d Phương trình dao động nguồn là: Hoạt động 4: Tìm hiểu CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU -GV: hướng dẫn HS thành lập biểu thức sóng dao động nguồn S1 S2 ? -Thông báo: Gọi d1 = S1M d2 = S2M đường sóng truyền từ S1 ,S2 đến M nên dao d động M trễ pha (t − ) v d (t − ) v NỘI DUNG CƠ BẢN I-HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA SÓNG NƯỚC 1)Thí nghiệm : Gõ nhẹ cần rung cho dao động , mặt nước có gợn sóng ổn định hình đường hypebol có tiêu điểm S1S2 uM = u1M + u2 M = t d t d = A cos 2π ( − ) + cos 2π ( − ) T λ T λ π (d − d ) t d +d = A cos 2 cos 2π − ÷ λ T 2λ -Biên độ dao động : u1 = u2 = A cos ωt = A cos 2π t T S S -Xét điểm M cách S1và S2 đoạn:d1 = S1M d2 = S2M Coi biên độ không đổi trình truyền sóng -Phương trình sóng từ S1 đến M : d d 2π t u1M = A cos (t − ) = A cos 2π( − ) T v T λ -Phương trình sóng từ S2 đến M : u2 M = A cos d 2π t d (t − ) = A cos 2π ( − ) T v T λ -Sóng tổng hợp M : uM = u1M + u2M GiáoánVật lí 12 Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang -Biểu thức biên độ dao động tổng hợp? -M dao động với biên độ cực đại ? (Hai dao động pha AM = A cos π (d − d1 ) λ - M dao động với Amax : uM = A cos π (d − d ) t d + d2 cos 2π − ÷ λ 2λ T -Biên độ dao động : π (d − d1 ) π (d − d1 ) =1 AM = A cos λ λ d ∆ϕ = 2kπ = 2π π ( d − d1 ) λ cos = ±1 λ 2) Vị trí cực đại cực tiểu giao thoa suy : d − d1 = k λ ) π (d − d1 ) a) Vị trí cực đại giao thoa : d2 –d1 : gọi hiệu đường = kπ π (d − d1 ) λ =1 M dao động với Amax : cos => d − d1 = k λ Hiệu đường = λ số nguyên lần bước sóng π ( d − d1 ) = ±1 Những sóng gặp chúng Suy ra: cos λ pha tăng cường cho nhau, gọi π (d − d1 ) vân giao thoa cực đại = kπ Hay : -Những điểm dao thoa cực tiểu λ -M dao động với biên độ cực điểm đứng yên với AM = tiểu ? Suy : d − d1 = k λ (*) với ( k = o; ±1; ±2 ) (Hai dao động ngược pha cos π ( d − d1 ) = -Hiệu đường = số nguyên lần bước sóng λ d -Những sóng gặp chúng pha tăng ∆ϕ = (2k + 1)π = 2π π ( d − d ) π cường cho nhau, gọi vân giao thoa cực đại λ = kπ + Hay : λ λ b) Ví trí cực tiểu giao thoa : Suy : d − d1 = ( 2k + 1) Suy : d − d = k + λ Những điểm dao thoa cực tiểu điểm đứng yên ÷ π ( d − d1 ) =0 với AM = : cos =>Hiệu đường = số nửa λ nguyên lần bước sóng π (d − d1 ) π Những sóng gặp chúng = kπ + Hay : λ ngược pha triệt tiêu cho nhau, gọi vân giao thoa cực tiểu -Trình bày ĐK để có giao thoa? -Đk : Dao động phương , Suy ra: d − d = k + λ với (k = 0; ±1; ±2 ) ÷ 2 tần số cos Có hiệu số pha không đổi theo thời gian Hoạt động : Củng cố-dặn dò Yêu cầu hs nhắc lại: -Công thức xác định vị trí cực đại vá cực tiểu giao thoa ? Điều kiện để có giao thoa ? -Về nhà học làm tập 7, trang 45 -Hiệu đường = số nửa nguyên lần bước sóng -Những sóng gặp chúng ngược pha triệt tiêu cho nhau, gọi vân giao thoa cực tiểu III- ĐIỀU KIỆN GIAO THOA – SÓNG KẾT HỢP Để có vân giao thoa ổn định mặt nước hai nguồn sóng phải: a) Dao động phương , tần số b) Có hiệu số pha không đổi theo thời gian -HS nhắc lại biểu thức xác định vị trí cực đại cực tiểu giao thoa -Nhận nhiệm vụ nhà thực ... Giáo án Vật lí 12 Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang -Biểu thức biên độ dao động