I. Mục tiêu 1. Kiến thức Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng trên mặt nước. Hiểu và viết được công thức xác định vị trí cực đại, cực tiểu giao thoa. Nêu được điều kiện để có sự giao thoa của sóng. Hiểu thế nào là hai nguồn kết hợp và hai sóng kết hợp. 2. Kỹ năng Quan sát thí nghiệm và rút ra những nhận xét hợp ý. Vận dụng các kiến thức đã học để gải bài tập. 3. Thái độ Nghiêm túc, tích cực trong xây dựng bài. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên Thiết kế thí nghiệm mô phỏng hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước bằng thí nghiệm crocodile physic. 2. Học sinh Ôn lại kiến thức về tổng hợp dao động điều hòa.
GIÁO ÁN Bài dạy: GIAO THOA SÓNG Ngày dạy: Sinh viên: Ngô Thị Kim Nga Lớp: sư phạm vật lý K35 I Mục tiêu Kiến thức - Mô tả tượng giao thoa hai sóng mặt nước - Hiểu viết cơng thức xác định vị trí cực đại, cực tiểu giao thoa - Nêu điều kiện để có giao thoa sóng Hiểu hai nguồn kết hợp hai sóng kết hợp Kỹ - Quan sát thí nghiệm rút nhận xét hợp ý - Vận dụng kiến thức học để gải tập Thái độ Nghiêm túc, tích cực xây dựng II Chuẩn bị Giáo viên Thiết kế thí nghiệm mơ tượng giao thoa sóng mặt nước thí nghiệm crocodile physic Học sinh Ôn lại kiến thức tổng hợp dao động điều hòa III Tiến trình dạy học Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Hoạt động (phút) : ổn định tổ chức, kiểm tra cũ - Câu hỏi: - Trả lời câu hỏi Một nguồn sóng dao động với phương + Phương trình sóng dao động M: trình u = Acos Viết phương trình dao u=Acosω(t - )=Acos2π( - ) động điểm M phương trình+ Sóng dọc sóng phần tử sóng cách nguồn sóng đoạn d? mơi trường dao động theo phương Sóng dọc truyền mơi trường nào? vng góc với phương truyền sóng Sóng ngang truyền mơi trường Sóng dọc truyền mơi trường chất nào? khí chất lỏng chất rắn Sóng ngang sóng phần tử mơi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Sóng ngang truyền chất rắn - Trong trước, tìm hiểu - Nhận thức vấn đề học nghiên cứu sóng lan truyền sóng qua thí nghiệm sóng nước sợi dây thừng căng ngang Tuy nhiên thực tế, điểm M khơng gian có nhiều sóng lan truyền đến M có đặc điểm gì? Để đơn giản tong xét chồng chập hai sóng mặt nước Hoạt động 2(10 phút): làm thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước - Sử dụng thí nghiệm mơ làm thí nghiệm tượng giao thoa hai sóng mặt nước - Quan sát thí nghiệm mơ mà giáo - Yêu cầu học sinh quan sát nêu viên chuẩn bị hình Và nêu tượng xảy mặt nước Lưu ý cho học sinh: đường hypebol tượng quan sát qua thí có hai tiêu điểm nằm hai đầu nghiệm + Hiện tượng: mặt nước xuất nhọn S1, S2 - Giải thích kết thí nghiệm: hai gợn gợn sóng ổn định có hình đường sóng từ hai nguồn khác gặp hypebol bị chồng chập lên nhau, kết có- Đọc sách, ghi chép vào điểm dao động mạnh hai sóng gặp tăng cường lẫn có điểm đứng yên hai sóng triệt tiêu - Đưa hình vẽ 8.3 thích: đường hypebol nét liền miêu tả điểm dao động mạnh nhất, đường hypebol nét đứt miêu tả điểm đứng yên - Đưa kết luận: Hiện tượng hai sóng gặp tạo nên gợn sóng ổn định gọi tương giao thoa hai sóng Các gợn sóng có đường hypebol gọi vân giao thoa Hoạt động 3(10 phút): xét dao động điểm vùng giao thoa - Vẽ hình 8.4 gọi học sinh lên bảng - Lên bảng thực yêu cần giáo viên d2 Phương trình M hai sóng truyền tới: M u1M = Acos[ = Acos[ = Acos u2M = Acos[ = Acos[ = Acos Phương trình tổng hợp tai M: uM = u1M+u2M Gọi M điểm vùng giao thoa uM = Acos + Acos M cách S1, S2 khoảng d1 = = A[cos + cos] S1M, d2 = S2M d1, d2 gọi đường = 2Acoscos2-) sóng tới M - Ghi chép vào - Yêu cầu học sinh viết phương trình dao động M hai sóng S1,S2 truyền tới Gợi ý: coi biên độ sóng truyền tới M biên độ nguồn - Viết phương trình tổng hợp M Gợi ý: dùng biến đổi lượng giác cosa +cosb = coscos - Nhận xét: dao động phần tử M dao động điêu hòa chu kì với hai nguồn có biên độ: AM=2A|cos| Hoạt động 4( 10 phút): xác định vị trí cực đại, cực tiểu giao thoa - Từ biêu thức biện độ dao động, nhận - Làm việc cá nhân thấy biên độ dao động phần tử Từ biểu thức: AM=2A|cos| M phụ thuộc vào hiệu đường (d – d1) Điểm M dao động với biên độ cực đại Hãy xác định điều kiện để biên độ dao khi: |cos| = động phần tử M đạt cự tiểu, cực ↔ cos =1 Hay đại → d2-d1=k� Gợi ý: xét giá trị cos Điểm M dao động với biên độ cực tiểu - Nhận xét kết luận + Những điểm dao động có biên độ cực khi: |cos| =0 đại điểm mà hiệu đường hai ↔ cos =0 sóng từ nguồn truyền tới số nguyên Hay → d2-d1=(k� lần bước sóng: d2-d1 = k� + Những điểm dao động triệt tiêu điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số nửa nguyên lần bước sóng: d2-d1 = (k+ Hoạt động 5( phút): tìm hiểu điều kiện giao thoa sóng d1 S1S2 - Làm lại thí nghiệm mơ bỏ - Quan sát thí nghiệm mà giáo viên chuẩn bị nguồn S2 khỏi thí nghiệm mà thay vào hình rút nhận xét: khơng nguồn S3 khác tần số với S1 tạo đường hypebol ổn định - Yêu cầu học sinh quan sát, nhận xét kết thí nghiệm ban đầu - Nhận thức vấn đề mà giáo viên muốn Chúng ta vừa xét giao thoa hai truyền tải: hai sóng khơng tần số sóng mặt nước, nhiên khơng phải hai khơng giao thoa sóng gặp tạo đường - Suy nghĩ đọc sách giáo khoa rút điều cong ổn định kiện để hai sóng giao thoa: - Vậy điền kiện để hai sóng gặp giao + Dao động phương, tần số thoa: + Có hiệu số pha không đổi theo thời Dao động phương, tần số gian Có hiệu số pha khơng đổi theo thời gian - Chú ý cho học sinh: công thức xác định cực đại, cực tiểu vừa xây dựng trường hợp hai nguồn phát sóng hai nguồn đồng bộ(cùng biên độ, tần số, dao động phương, hiệu số pha ban đầu không đổi 0) Hoạt động 6( phút): củng cố, giao nhiệm vụ nhà - Làm nhanh tập giáo viên đưa - Yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức cũ cách trả lời nhanh các- Về nhà làm tập xem trước câu hỏi cuối trang 45 - Hoàn thành tập 7,8 SGK - Xem trước học IV Rút kinh nghiệm: V Nội dung ghi bảng Hiện tượng giao thoa hai sóng mặt nước a) Thí nghiệm - Hiện tượng: mặt nước xuất gợn sóng hình tròn đồng tâm lan rộng xa - Trong vùng gioa thoa hai sóng xuất hiện: + Một nhóm đường cong tai phân tử nước ln doa động mạnh + Một nhóm đường cong phân tử nước khơng dao động b) Giải thích Khi hai gợn sóng từ hai nguồn khác gặp chồng chập lên có điểm dao động mạnh hai sóng tăng cường lẫn nhau, điểm đứng yên hai sóng triệt tiêu S1 S2 c) Định nghĩa Hiện tượng hai sóng gặp tạo nên gợn sóng ổn đinh gọi tượng giao thoa hai sóng Các gợn sóng có hình đường hypebol gọi vân giao thoa d2 M d1 S1S2 Cực đại, cực tiểu a) Dao động điểm vùng giao thoa Xét điểm M nằm vùng giao thoa hai sóng, cách nguồn d1, d2 Giả sử phương trình hai nguồn: u1=u2= Acosωt = Acos Phương trình hai nguồn S1, S2 gây M: u1M = Acos[= Acos[ = Acos u2M = Acos[= Acos[ = Acos Phương trình tổng hợp M: uM = u1M+u2M uM = Acos + Acos = A[cos + cos] = 2Acoscos2-) Biên độ sóng M: AM = 2A|cos| b) Vị trí cực đại, cực tiểu Vị trí cực đại: d2-d1 = k� Những điểm dao động có biên độ cực đại điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số nguyên lần bước sóng � Vị trí cực tiểu: d2-d1 = (k+� Những điểm dao động triệt tiêu điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số nửa nguyên lần bước sóng � Điều kiện giao thoa Sóng kết hợp Điều kiện để hai sóng giao thoa hai sóng phải hai sóng kết hợp Sóng kết hợp: Dao động phương, tần số Có hiệu số pha khơng đổi theo thời gian ... đinh gọi tượng giao thoa hai sóng Các gợn sóng có hình đường hypebol gọi vân giao thoa d2 M d1 S1S2 Cực đại, cực tiểu a) Dao động điểm vùng giao thoa Xét điểm M nằm vùng giao thoa hai sóng, cách... điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số nửa nguyên lần bước sóng � Điều kiện giao thoa Sóng kết hợp Điều kiện để hai sóng giao thoa hai sóng phải hai sóng kết hợp Sóng kết hợp: Dao động... Hiện tượng hai sóng gặp tạo nên gợn sóng ổn định gọi tương giao thoa hai sóng Các gợn sóng có đường hypebol gọi vân giao thoa Hoạt động 3(10 phút): xét dao động điểm vùng giao thoa - Vẽ hình