ch 2 sóng cơ vatlyvmd

 Khi một sóng tới và sóng phản xạ của nó cùng truyền theo một phương thì chúng sẽ giao thoa với nhau..  Những điểm có biên độ dao động max gọi là bụng sóng.[r]

1

Phương dao động

Phương truyền sóng

Phương truyền sóng ) ) ) ) ) ) ) )))))) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) Phương dao động

Chương 3.Sóng học-Sóng âm

Bài 1.HIỆN TƯỢNG SĨNG TRONG CƠ HỌC.

1 Sóng :

a/ Sóng dao động đàn hồi lan truyền mơi trường vật chất theo thời gian.Thí dụ : Sóng mặt nước ; sóng âm ; sóng sợi dây căng …

b/ Phân loại :

 Sóng ngang sóng có phương dao động thẳng góc với phương truyền sóng Thí dụ:Sóng mặt nước

 Sóng dọc sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng.Thí dụ: Sóng âm

Sóng truyền pha dao động (trạng thái dao động) cịn phần tử vật chất thì dao động chỗ.

2 Bước sóng:

 Bước sóng khoảng cách hai điểm phương truyền sóng gần dao động pha với

 Những điểm cách số nguyên lần bước sóng dao động pha với d= nλ

 Những điểm cách số lẻ lần nửa bước sóng dao động ngược pha

3 Chu kì – Tần số :

 Chu kì dao động sóng chu kì phần tử vật chất sóng truyền qua Chu kì sóng chu kì nguồn sóng

T SÓNG = T DAO ĐỘNG = T NGUỒN  Tần số sóng tần số nguồn sóng f = 1/T

f SÓNG = f DAO ĐỘNG = f NGUỒN 4 Vận tốc truyền sóng :

a/ Vận tốc truyền sóng vận tốc truyền pha dao động b/ Công thức :

 Bước sóng quãng đường sóng truyền chu kì dao động  Vận tốc sóng khác vận tốc dao động sóng:

v SĨNG ≠ v DAO ĐỘNG

v dđ = [ u(t) ]’ = [ acos(ωt) ]’ =-ωasin(ωt)

 Khi truyền từ môi trường sang mơi trường khác, vận tốc bước sóng sóng cơ thay đổi tần số dao động không thay đổi.

5 Biên độ – Năng lượng sóng:

a/ Biên độ sóng điểm biên độ dao động phần tử vật chất điểm có sóng truyền qua

b/ Q trình truyền sóng q trình ttruyền lượng từ nguồn sóng đến điểm mà sóng truyền qua

Bài 2.GIAO THOA SÓNG CƠ.

Trường THPT Võ Minh Đức, Bình Dương d=

(

2 n+1

)

λ

2

v =

λ

2

A B

A B

Thanh chữ T

Chương 3.Sóng học-Sóng âm

1 Quan sát tượng giao thoa :

a/ Dụng cụ : Một khay nước rộng ,thanh kim loại đàn hồi hình chữ T hai đầu có gắn hai viên bi nhỏ A B

b/ Mô tả :

 Cho T dao động ,hai viên bi A B chạm vào nước tạo mặt nước hai hệ sóng lan truyền theo đường trịn rộng dần đan vào

 Trên mặt nước ta thấy hai nhóm đường cong xen kẽ :

o Nhóm đường cong biên độ sóng cực đại Amax

o Nhóm đường cong măt nước khơng dao động A= Hai nhóm đường cong đứng yên không chuyển động

 Hiện tượng mô tả tượng dao thoa sóng mặt nước 2 Lí thuyết giao thoa:

a/ Nguồn kết hợp – Sóng kết hợp : Hai nguồn dao động tần số pha độ lệch pha không đổi gọi hai nguồn kết hợp ; sóng mà chúng tạo gọi sóng kết hợp

b/ Phương trình dao động điểm M phương truyền sóng :  Giả sử phương trình dao động hai điểm A B :

uo = acos(ωt)

 Biên độ : Nếu l <<< d1 ; d2 coi biên độ sóng

truyền đến điểm M : a = aA = aB

 Gọi v vận tốc truyền sóng.Thời gian để sóng truyền từ A đến M d1 v  Dao động M lúc t pha với dao động A lúc (t−d1

v )  Phương trình dao động M dao động A truyền đến :

 Phương trình dao động M dao động B truyền đến :

 Dao động M tổng hợp hai dao động uA uB:

Biên độ:

c/ Độ lệch pha :

Trường THPT Võ Minh Đức, Bình Dương uA=a cosω

(

t−d1

v

)

=a cos

(

ωt− ω

v d1

)

uB=a cos ω

(

t−d2

v

)

=a cos

(

ωt− ω

v d2

)

uM=uA+uB=a cos ω

(

t−d1

v

)

+a cos ω

(

t− d2

v

)

=2 a cos Δϕ

2 cos

(

ωt−π d1+d2

λ

)

uM=2 a cosπ

(

d1−d2

)

λ cos

(

ωt−π

d1+d2

λ

)

A=2a|cosπ

(

d1−d2

)

λ |

Δϕ=

(

ωt−ω

v d2

)

−

(

ωt −

ω v d1

)

=

ω v d1−

ω v d2=

ω

v

(

d1−d2

)

Δϕ=ω

v|d1−d2|= ω

v d ω=2 π

T ¿ v =λ

T ¿}¿}¿

3

A

) B

Bó sóng nút bụng Âm thoa

Chương 3.Sóng học-Sóng âm

 Nếu d = n  → ∆ φ = n 2

o Hai sóng tới pha, biên độ sóng tổng hợp hai biên độ sóng thành phần: Dao động tổng hợp có biên độ cực đại : A = 2a

o Tập hợp điểm có biên độ cực đại hyperbol có tiêu điểm A,B đường trung trực cuả AB

 Nếu d = (2n+1)/2 → ∆φ = (2n+1)

o Hai sóng tới ngược pha biên độ tổng hợp triệt tiêu, môi trường không dao động.

o Tập hợp điểm có biên độ cực tiểu họ hyperbol có tiêu điểm A,B  Tại điểm khác,biên độ dao động có giá trị < a < 2a

d/ Giao thoa tổng hợp hai sóng kết hợp, có chỗ cố định mà biên độ

của sóng tăng cường hay giảm bớt

Bài 3.SĨNG DỪNG

1 Sóng dừng:

a/ Thí nghiệm :

Một sợi dây đàn hồi dài, đầu A cố định, đầu B dao động nối với nhánh âm thoa Khi âm thoa dao động ta thấy sợi dây có dạng ổn định hình vẽ

b/ Kết luận :

 Khi sóng tới sóng phản xạ truyền theo phương chúng giao thoa với

 Những điểm có biên độ dao động max gọi bụng sóng Hai bụng liên tiếp cách /2  Những điểm đứng yên gọi nút sóng Hai nút liên tiếp cách /2.

 Sóng có nút bụng cố định khơng gian gọi sóng dừng Sóng dừng tổng hợp sóng tới sóng phản xạ vật cản 2 Điều kiện để có sóng dừng:

 Trường hợp sợi dây có hai đầu cố định : l=nλ

2 với n số bó (Hai đầu dây nút)

 Trường hợp sợi dây có đầu cố định : l=(n+0,5)λ (Một đầu dây nút ,đầu lại bụng )

3 Ứng dụng:

Sóng dừng giúp ta quan sát sóng mắt đo bước sóng thước , từ xác định vận tốc truyền sóng cơng thức :

v = f

Bài SÓNG ÂM

Trường THPT Võ Minh Đức, Bình Dương

4 Chương 3.Sóng học-Sóng âm

1 Cảm giác âm-Sóng âm: a/ Cảm giác âm :

 Làm cho thép dao động Tùy theo độ dài thép, dao động thép có lúc phát âm

 Dao động thép tạo sóng dọc có tần số f KK Khi truyền đến tai, màng dao động cưỡng tần số f

 Nếu 16 Hz < f < 20.10 Hz tai người cảm thụ âm b/ Sóng âm :

 Những dao động có tần số khoảng (16 – 20.10 ) Hz gọi dao động âm Những sóng có tần số khoảng gọi sóng âm Trong KK, sóng âm sóng dọc

 Nếu f < 16 Hz : Hạ âm  Nếu f > 20.10 Hz : Siêu âm 2 Sự truyền âm-Vận tốc âm:

a/ Sự truyền âm: Sóng âm truyền tốt R, L, K Sóng âm truyền vật liệu cách âm (vải , rơm …) không truyền chân không v R > v L > v K

b/ Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào nhiệt độ,mật độ mơi trường tính đàn hồi của mơi trường:

v sắt = 6100 m/s v nước = 1500 m/s v kk = 330 m/s ( 0 C)

v nước = 494 m/s v kk = 340 m/s ( 15 C)

3 Đặc tính sinh lí âm:

a/ Độ cao : đặc trưng sinh lí âm, phụ thuộc vào tần số âm. Âm bổng,cao có f lớn : Tươi vui,nhẹ nhàng,trong sáng Âm trầm, có f nhỏ : Trầm hùng,bi …

 Nhạc âm âm có tần số xác định Thí dụ: Tiếng đàn, kèn …

 Tạp âm âm có tần số khơng xác định Thí dụ: Tiếng sấm, tiếng va đập … b/ Âm sắc: đặc trưng sinh lí âm, phụ thuộc vào đặc trưng vật lí tần số biên

độ Âm sắc giúp người phân biệt âm có tần số, biên độ

c/ Năng lượng âm: Sóng âm có mang lượng Năng lượng sóng âm tỉ lệ với bình phương biên độ sóng

 Cường độ âm:

o Cường độ âm lượng sóng âm truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích đặt thẳng góc với phương truyền âm

o Kí hiệu I ; đơn vị W/m2

o Thí dụ : Lời nói I = 2.10 –3 W/m2 ; cịi xe I = W/m2

 Mức cường độ âm :

o Mức cường độ đại lượng để so sánh mức độ to, nhỏ âm o Công thức :

I : Cường độ âm I o :Ngưỡng nghe

o Đơn vị: Bell (B) déciBell (dB) d/ Độ to âm :

 Ngưỡng nghe cường độ âm nhỏ gây cảm giác âm Kí hiệu : I o Nếu âm

có tần số từ 10 3 – 5.10 3 Hz I

o = 10 –12 W/m2

 Ngưỡng đau: Khi cường độ âm I > 10W/m2 sóng âm gây cảm giác đau nhức tai 4 Nguồn âm-Hộp cộng hưởng:

Xét vật lí nhạc cụ gồm hai phận : nguồn âm hộp cộng hưởng

 Hộp cộng hưởng hộp rỗng cộng hưởng âm có tần số khác nhằm tăng cường âm nguồn phát Các loại đàn dây,hộp cộng hưởng thùng đàn

Các loại kèn,sáo:Hộp cộng hưởng thân kèn,sáo…

 Nguồn âm vật dao động phát sóng âm: dây đàn , cột khơng khí kèn,sáo …

Trường THPT Võ Minh Đức, Bình Dương