Sáng kiến kinh nghiệm: Phân loại và phương pháp giải bài tập giao thoa sóng cơ học

Sáng kiến kinh nghiệm: Phân loại và phương pháp giải bài tập giao thoa sóng cơ học được nghiên cứu với mong muốn sẽ giúp học sinh nhận dạng bài toán giao thoa sóng cơ, từ đó có thể sử dụng công thức đã sắp xếp theo dạng để giải nhanh và cho kết quả chính xác.

Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv Nguyễn Đức Hào SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm  Mã số: ………………… SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC Người thực hiện: NGUYỄN ĐỨC HÀO Lĩnh vực nghiên cứu: + Quản lí giáo dục: + Phương pháp dạy học môn: Vật lý + Phương pháp giáo dục: + Lĩnh vục khác: Có đính kèm: Mơ hình Phim ảnh Phần mềm Năm học: 2014-2015 Trang Hiện vật khác Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv Nguyễn Đức Hào SƠ LƯỢC LÍ LỊCH KHOA HỌC  I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN Họ tên: NGUYỄN ĐỨC HÀO Sinh ngày 06 tháng 05 năm 1962 Nam, nữ: Nam Địa chỉ: Ấp Sơn Hà – Xã Vĩnh Thanh – Nhơn Trạch – Đồng Nai Điện thoại: NR : 0613.519314 ; DĐ : 01635183904 Fax: E-mail: duchaoshnt@yahoo.com Chức vụ: Tổ trưởng Vật Lý Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị cao nhất: Cử nhân Vật Lý - Năm nhận bằng: 1986 - Chuyên ngành đào tạo: ĐHSP Vật Lý III KINH NGHIỆM KHOA HỌC: - Lĩnh vực chuyên mơn có kinh nghiệm: Giảng dạy Vật Lý - Số năm công tác: 31 năm - Các sáng kiến kinh nghiệm có năm gần đây: Phương pháp bồi dưỡng học sinh yếu môn Vật lý Phương pháp bồi dưỡng học sinh LTĐH môn Vật lý Định dạng phương pháp giải tập nhiệt học chất khí Định dạng phương pháp giải toán cộng hưởng điện mạch điện RLC nối tiếp Trang Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv Nguyễn Đức Hào PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Bài tốn giao thoa sóng học lĩnh vực khó chương trình Vật lý 12 Đa số học sinh gặp nhiều khó khăn giải toán Trong sách giáo khoa đề cập kiến thức lý thuyết giao thoa hai nguồn kết hợp pha Bài toán giao thoa sóng học đa dạng phong phú, giao thoa sóng hai nguồn khác pha Để giúp em học sinh có nhận thức đầy đủ lĩnh vực giao thoa sóng giúp em giải tốn khó lĩnh vực cách nhanh Việc phân loại phương pháp giải tốn giao thoa sóng vấn đề cần quan tâm Hiện nay, hình thức trắc nghiệm khách quan lại áp dụng mơn vật lý Vì vậy, việc giải nhanh câu hỏi trắc nghiệm định lượng giao thoa sóng cần thiết học sinh hành trang cho em bước vào kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông, đại học, cao đẳng tới Đề tài: “ PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC ” giúp học sinh nhận dạng tốn giao thoa sóng cơ, từ sử dụng công thức xếp theo dạng để giải nhanh cho kết xác II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI: Cơ sở lý luận:  Trước giảng dạy tiết tập giao thoa sóng cơ, giáo viên yêu cầu học sinh phải ôn lại kiến thức học như: - Tổng hợp dao động điều hoà phương tần số - Các phương trình sóng tính chất sóng - Giao thoa sóng hai nguồn kết hợp pha, khác pha  Chuyên đề biên soạn theo hướng tích cực hóa tư học sinh môn Vật lý, hướng dẫn giáo viên dựa vào phân loại dạng giao thoa sóng độ lệch pha hai nguồn, học sinh tự xây dựng giải mẫu, thiết lập số công thức tổng quát công thức hệ cho dạng toán Nội dung, biện pháp thực giải pháp đề tài: * Phương pháp chung: Hiện tượng hai sóng kết hợp, gặp điểm xác định, biên độ sóng tổng hợp tăng cường (tạo thành cực đại) ℓàm giảm bớt (tạo thành cực tiểu) gọi ℓà giao thoa sóng Nguồn kết hợp hai nguồn có tần số độ ℓệch pha khơng đổi theo thời gian Trang Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv Nguyễn Đức Hào Xây dựng phương trình sóng tổng hợp tổng quát điểm Tùy theo trường hợp độ lệch pha hai nguồn, suy biên độ sóng tổng hợp điểm Từ tìm hiệu đường từ hai nguồn đến điểm biên độ cực đại, cực tiểu Hiệu đường từ hai nguồn đến điểm yếu tố quan trọng kết hợp với giả thiết toán để giải Rút cơng thức cho dạng tập có hướng giải thích hợp cho dạng NỘI DUNG ĐỀ TÀI: I - PHƯƠNG PHÁP: Định nghĩa giao thoa: Hiện tượng hai sóng kết hợp, gặp điểm xác định, biên độ sóng tổng hợp tăng cường (tạo thành cực đại) ℓàm giảm bớt (tạo thành cực tiểu) gọi ℓà giao thoa sóng Nguồn kết hợp hai nguồn có tần số độ ℓệch pha không đổi theo thời gian Giao thoa sóng: M a) Hai nguồn sóng pha: (1 = 2 = 0) d1 d2 - Phương trình sóng hai nguồn: u1 = u2 = acosωt S2 - Phương trình sóng M hai sóng từ hai S1 u1 = u2 = acos(ωt) nguồn truyền tới: d )  2d u2M = acos(ωt  )  u1M = acos(ωt  - Phương trình sóng tổng hợp M: d 2d ) + acos(ωt  )   d  d  d  d  uM = 2acos   cos  t         uM = u1M + u2M = acos(ωt    d  d1       d  d1  d  d  * Amax=2a cos  =   = kπ     Biên độ dao động M: AM = 2a cos  d2  d1 = kλ với k = 0,  1,  2… Kết luận: Biên độ sóng giao thoa đạt cực đại vị trí có hiệu đường số nguyên lần bước sóng d  d1   d  d  * Amin = cos  =  = +kπ     λ  d2  d1 = (2k+1) = (k + ) với k = 0,  1,  2… 2 Kết luận: Biên độ sóng giao thoa đạt cực tiểu vị trí có hiệu đường Trang Trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm Gv Nguyễn Đức Hào số nguyên ℓẻ ℓần nửa bước sóng b) Hai nguồn lệch pha bất kỳ: - Phương trình sóng hai nguồn biên độ, tần số, khác pha ban đầu u1 = acos( ωt + 1) M u2 = acos( ωt + 1) - Phương trình sóng M hai d2 d1 sóng từ hai nguồn truyền tới: u1M = acos(t + 1  2d1) S1 S2  u1= acos(ωt + φ1) u2= acos(ωt + φ2) 2d u2M = acos(t + 2  )  - Phương trình sóng tổng hợp M:  d  d1  1     d  d1  1        cos  t         uM = u1M + u2M =2acos  Biên độ dao động M: AM = 2a cos  (d  d1 )    với Δφ = φ2 – φ1  d  d1      d  d1       =1   = kπ        - Amax cos    d  d1   k  (kZ)    2  (1)  d  d1      d  d1       =0   = (k + )π        - Amin cos   d  d1   k       2  (kZ) (2) II - CÁC BÀI TOÁN QUAN TRỌNG Vấn đề 1: Xác định số cực đại, số cực tiểu đường nối hai nguồn S1S2: (khơng tính hai nguồn) Dạng 1.1: Nếu hai nguồn pha: Δφ = Δφ = k2 Từ (1): Điểm M cực đại ứng với hiệu đường đi: d2  d1 = k * Số cực đại số giá trị k nguyên xuất phát từ hệ phương trình: d  d1  k l  k k=0  d2 =  k= d1  d  S1 S 2 Nếu khơng tính cực đại hai nguồn 0< d2 < l l l l  k nên <