Vật lý 12 dai cuong ve giao thoa song va bai tap van dung.docx

Xác định vị trí, khoảng cách của một điểm M dao động cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng là đường trung trực của AB , hoặc trên đoạn thẳng vuông góc với hai nguồn AB.. 1.Xác định khoảng [r]

II GIAO THOA SĨNG Điều kiện để có giao thoa: Hai sóng hai sóng kết hợp tức hai sóng tần số có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian (hoặc hai sóng pha) Lý thuyết giao thoa: Giao thoa hai sóng phát từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách khoảng l: +Phương trình sóng nguồn :(Điểm M cách hai nguồn d1, d2) u1  Acos(2 ft  1 ) u2  Acos(2 ft   ) +Phương trình sóng M hai sóng từ hai nguồn truyền tới: d d u1M  Acos(2 ft  2  1 ) u2 M  Acos(2 ft  2  2 )   +Phương trình giao thoa sóng M: uM = u1M + u2M d  d 1  2 � � d1  d  � � uM  Acos �   cos � 2 ft    � � �  � �  � M d1 d2 S1 S2 � d1  d  � AM  A cos �   �  �với     1 � +Biên độ dao động M: 2.1.Tìm số điểm dao động cực đại, số điểm dao động cực tiểu hai nguồn: Cách : l  l    k   2 * Số cực đại:  2 (k �Z) l  l     k     2  2 (k �Z) * Số cực tiểu: Cách 2: Ta lấy: S1S2/ = m,p (m nguyên dương, p phần phân sau dấu phảy) Số cực đại là: 2m +1( hai nguồn pha) Số cực tiểu là:+Trường hợp 1: Nếu p Số giá trị nguyên k thoả mãn biểu thức số đường cần tìm 2.5.Tìm số điểm dao động cực đại, dao động cực tiểu hai điểm M N: Các công thức tổng quát : a Độ lệch pha hai sóng từ hai nguồn đến M là:  M   M  1M  2 (d  d )         (1) d1M với b Hiệu đường sóng từ hai nguồn đến M là: ( d1  d )  (  M   )  2 N M C d2 N d1N (2) d2 M S1 -Chú ý: +   2  1 độ lệch pha hai sóng thành phần nguồn so với nguồn +  M  2 M  1M độ lệch pha hai sóng thành phần M nguồn so với nguồn sóng từ nguồn nguồn truyền đến c Số điểm (đường) dao động cực đại, cực tiểu hai điểm M, N thỏa mãn : dM  (d1  d )  ( M   )  2  dN (3) ( Hai điểm M, N cách hai nguồn d1M, d2M, d1N, d2N ) Ta đặt dM= d1M - d2M ; dN = d1N - d2N, giả sử: dM < dN S2 Với số giá trị nguyên k thỏa mãn biểu thức số điểm (đường) cần tìm hai điểm M N Chú ý: Trong công thức (3) Nếu M N trùng với nguồn khơng dủng dấu BẰNG (chỉ dùng dấu < ) Vì nguồn điểm đặc biệt điểm cực đại cực tiểu! d.Tìm số đường dao động cực đại không dao động hai điểm M, N Hai điểm M, N cách hai nguồn d1M, d2M, d1N, d2N Đặt dM = d1M - d2M ; dN = d1N - d2N giả sử dM < dN + Hai nguồn dao động pha: * Cực đại: dM < k < dN * Cực tiểu: dM < (k+0,5) < dN + Hai nguồn dao động ngược pha: * Cực đại: dM < (k+0,5) < dN * Cực tiểu: dM < k < dN Số giá trị nguyên k thoả mãn biểu thức số đường cần tìm Dạng 4: Giao thoa sóng cơ: I.Tìm số điểm dao động cực đại cực tiểu hai nguồn Avà B ( hay S1 S2 ): 1.Tìm số điểm dao động cực đại cục tiểu hai nguồn pha: +Các công thức: ( S1S  AB  l ) * Số Cực đại hai nguồn:  l l k    kZ l l l l   k  0,5    k     k Z.Hay  (k �Z) * Số Cực tiểu hai nguồn: +Ví dụ 1:Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp S S2 cách 10cm dao động pha có bước sóng 2cm.Coi biên độ sóng khơng đổi truyền a.Tìm Số điểm dao động với biên độ cực đại, Số điểm dao động với biên độ cực tiểu quan sát b.Tìm vị trí điểm dao động với biên độ cực đại đoạn S1S2 Giải: Vì nguồn dao động pha,  a.Ta có số đường số điểm dao động cực đại:   l l k    10 10 k 2 =>-5< k < Suy ra: k = 0;  1;2 ;3; 4 => - Vậy có số điểm (đường) dao động cực đại -Ta có số đường số điểm dao động cực tiểu: =>  10 10  k   2 2  l l  k     => -5,5< k < 4,5 Suy ra: k = 0;  1;2 ;3; 4; - -Vậy có 10 số điểm (đường) dao động cực tiểu b Tìm vị trí điểm dao động với biên độ cực đại đoạn S1S2 - Ta có: d1+ d2 = S1S2 (1) d1- d2 = S1S2 (2) S1 S k  10 k   = 2 = 5+ k với k = 0;  1;2 ;3; 4 -Suy ra: d1 = -Vậy Có điểm dao động với biên độ cực đại đoạn S1S2 -Khỏang cách điểm dao động cực đại liên tiếp /2 = 1cm 2.Tìm số điểm dao động cực đại cục tiểu hai nguồn ngược pha: (   1     )  k=0 k= -1 k=1 * Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k+1) (kZ) k= - k=2 Số đường số điểm dao động cực đại (không tính hai nguồn): l l l l   k  0,   (k �Z)   k   A B     Hay * Điểm dao động cực tiểu (không dao động):d1 – d2 = k (kZ) Số đường số điểm dao động cực tiểu (khơng tính hai nguồn): l l k= - k=1  k  (k �Z) k= -1 k=0   Số Cực tiểu: +Ví dụ 2: Hai nguồn sóng biên độ tần số ngược pha Nếu khoảng cách hai nguồn là: AB  16, 2 số điểm đứng yên số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn AB là: A 32 33 B 34 33 C 33 32 D 33 34 Giải: Do hai nguồn dao động ngược pha nên số điểm đứng yên đoạn AB : -AB AB -16, 2λ 16, 2λ