Bài giảng Vật lí 12 - Bài 8: Giao thoa sóng

Bài giảng Vật lí 12 - Bài 8: Giao thoa sóng tìm hiểu hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước; cực đại và cực tiểu, dao động của một điểm trong vùng giao thoa, vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa; điều kiện giao thoa, sóng kết hợp.

Kiểm tra bài cũ Viết cơng thức tính bước sóng và  phương trình sóng tại một điểm? Tiết 14 Giao thoa sóng I.HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SĨNG MẶT NƯỚC 1.Thí nghiệm 2. Giải thích II. CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU 1.  Dao động của một điểm trong vùng giao thoa 2. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa III. ĐIỀU KIỆN GIAO THOA. SĨNG KẾT HỢP I. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA HAI SĨNG MẶT NƯỚC 1. Thí nghiệm Dụng cụ: Cần  rung có gắn  hai  mũi nhọn S1, S2  cách nhau vài cm,  chậu nước Tiến hành:  Gõ  nhẹ cần rung cho  dao động Kết quả: trên mặt  nước có những gợn  sóng ổn định hình  các đường  hypebol  có tiêu điểm S1, S2 C1: Những điểm nào biểu diễn chỗ hai  sóng gặp nhau triệt tiêu nhau?  2. Giải thích Những  đường  cong  dao  động  với  biên  độ  cực  đại  (  2  sóng  gặp  nhau  tăng cường lẫn nhau) Những  đường  cong  dao  động  với  biên  độ  cực  tiểu  đứng  yên  (  2sóng  gặp nhau triệt tiêu lẫn  nhau) Các gợn sóng có hình các  đường  hypebol  gọi  là  các vân giao thoa Tăng cường lẫn nhau? Triệt tiêu Tăng cường S2 S1 Vân giao thoa II CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU 1. Dao động của một điểm trong vùng giao thoa Giả sử hai sóng có cùng biên độ, tần số f, cùng pha dao động  2π t u1 = u2 = A cos ωt = A cos T Phương trình sóng từ S1 đến M: d1 2π u1M = A cos (t − T v t d1 = A cos 2π ( − ) T λ Phương trình sóng từ S2 đến M: d2 2π u2 M = A cos (t − ) T v t d2 = A cos 2π ( − ) T λ M ) d1 d2 S1 S2 Sóng tổng hợp tại M: uM = u1M + u2 M = Sử dụng :cosα + cosβ = 2cos α +β α −β cos 2 Dựa vào biểu thức, có  nhận xét gì về dao động  d2 � ) tổng hợp tại M? t d1 t � A� cos 2π ( − ) + cos 2π ( − T λ T λ � � � π (d − d12 ) �t d1 + d � uM = A cos cos 2π � − � λ 2λ � �T Dao động tại M vẫn là một dao động điều hồ với chu kì T Biên độ dao động là: π (d − d1 ) AM = A cos λ Phụ thuộc (d2 – d1) hay là phụ thuộc vị trí của điểm M.  Biên độ  dao động  tổng hợp  A  phụ  thuộc yếu  tố nào? 2. Vị trí các cực đại và cực tiểu giao thoa Điểm cực đại giao thoa là những  a. Vị trí các cực đại giao thoa điểm thoả mản điều kiện gì?  d2 – d1 = k           Với k = 0,  1,  2…  b. Vị trí cực tiểu giao thoa : Điểm cực tiểu giao thoa là những điểm đứng yên π (d2 − d1) π (d2 − d1) cos� � =V1ới (k = 0,  cos 1,  2…) = λλ d2 − d1 = � k+ � � 2� λ π (d2 − d1) = kπ λ π (d2 − d1,  ) 2…) π π (d d − d1)  = k        (k = 0,   – d = kπ + 1= cos λ λ � 1� d2 − d1 = � k+ � λ                                                                                (k = 0,   1,   2…) � � Vị trí cực đại 3 1 Vị trí cực tiểu 2 3 có nhận xét gì về A, f và hiệu số pha của hai  sóng do hai nguồn S1, S2 phát ra? từ đó suy ra  điều kiện giao thoa của hai sóng? III. ĐIỀU KIỆN GIAO THOA – SĨNG KẾT HỢP   * Điều kiện : Hai nguồn  kết hợp thế nào là  hiện tượng  ­ Dao động cùng phương , cùng tần số giao thoa ­ Có hiệu số pha khơng đổi theo thời gian  sóng + Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra  gọi là hai sóng kết hợp +  Hai nguồn đồng bộ: là hai nguồn kết hợp có cùng pha ­ Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng hai sóng kết  hợp  khi  gặp  nhau  thì  có  những  điểm  chúng  ln  ln  tăng  cường  lẫn  nhau;  có  những  điểm  ở  đó  chúng  ln  triệt tiêu nhau TƯỢNG GIAO THOA SĨNG MẶT NƯỚC nghiệm i thích C ĐẠI VÀ CỰC TIỂU động vùng giao thoa π (d − d ) λ d1 + d � − � 2λ � uM = A cos �t cos 2π � T � rí cực đại c tiểu giao thoa c đại d − d1 = k λ c tiểu � 1� d − d1 = � k+ � λ � 2� U KIỆN GIAO THOA KẾT HỢP guồn kết hợp 1.Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động có: a.cùng tần số b.cùng pha c.cùng tần số, cùng pha hay độ lệch pha khơng đổi  theo thời gian d.cùng tần số, cùng pha và cùng biện dộ 2. Hiện tượng giao thoa là hiện tượng a. Giao của hai sóng tại một điểm cảu mơi trường b. Tổng hợp 2 dao động c. Tạo thành các gợn lồi, lõm d. Hai sóng gặp nhau có những điểm chúng ln  tăng cường nhau, có những điểm chúng ln  triệt tiêu nhau BÀI TẬP VỀ NHÀ:  Bài 7, 8 sgk trang 45 và các bài tập  ( bài 8)  trong sách bài tập ...Kiểm tra? ?bài? ?cũ Viết cơng thức tính bước? ?sóng? ?và  phương trình? ?sóng? ?tại một điểm? Tiết 14 Giao? ?thoa? ?sóng I.HIỆN TƯỢNG? ?GIAO? ?THOA? ?CỦA HAI SĨNG MẶT NƯỚC 1.Thí nghiệm... II. CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU 1.  Dao động của một điểm trong vùng? ?giao? ?thoa 2. Vị trí cực đại và cực tiểu? ?giao? ?thoa III. ĐIỀU KIỆN? ?GIAO? ?THOA.  SĨNG KẾT HỢP I. HIỆN TƯỢNG? ?GIAO? ?THOA? ?CỦA HAI SĨNG MẶT NƯỚC 1. Thí nghiệm Dụng cụ: Cần ... 2. Vị trí các cực đại và cực tiểu? ?giao? ?thoa Điểm cực đại? ?giao? ?thoa? ?là những  a. Vị trí các cực đại? ?giao? ?thoa điểm thoả mản điều kiện gì?  d2 – d1 = k           Với k = 0,  1,  2…  b. Vị trí cực tiểu? ?giao? ?thoa? ?: Điểm cực tiểu? ?giao? ?thoa? ?là những điểm đứng yên