* Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi năng lượng không truyền đi * Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ.[r]
(1)CHƯƠNG III: SÓNG CƠ I SÓNG CƠ HỌC
1 Bước sóng: l = vT = v/f
Trong đó: l: Bước sóng; T (s): Chu kỳ sóng; f (Hz): Tần số sóng v: Tốc độ truyền sóng (có đơn vị tương ứng với đơn vị l) 2 Phương trình sóng
Tại điểm O: uO = Acos(t + j)
Tại điểm M cách O đoạn x phương truyền sóng
* Sóng truyền theo chiều dương trục Ox uM = AMcos(t + j - x v
) = AMcos(t + j -
2 x l )
* Sóng truyền theo chiều âm trục Ox uM = AMcos(t + j + x v
) = AMcos(t + j + 2 x
l ) 3 Độ lệch pha hai điểm cách nguồn khoảng x1, x2
1 2
x x x x
v
j
l
Nếu điểm nằm phương truyền sóng cách khoảng x thì:
2
x x
v
j
l
Lưu ý: Đơn vị x, x1, x2, l v phải tương ứng với nhau
4 Trong tượng truyền sóng sợi dây, dây kích thích dao động nam châm điện với tần số dịng điện f tần số dao động dây 2f
II SÓNG DỪNG 1 Một số ý
* Đầu cố định đầu dao động nhỏ nút sóng * Đầu tự bụng sóng
* Hai điểm đối xứng với qua nút sóng ln dao động ngược pha * Hai điểm đối xứng với qua bụng sóng ln dao động pha
* Các điểm dây dao động với biên độ không đổi lượng không truyền * Khoảng thời gian hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử qua VTCB) nửa chu kỳ 2 Điều kiện để có sóng dừng sợi dây dài l:
* Hai đầu nút sóng:
*
( )
2
l k l k N
Số bụng sóng = số bó sóng = k Số nút sóng = k +
* Một đầu nút sóng cịn đầu bụng sóng:
(2 1) ( )
4
l k l k N
Số bó sóng nguyên = k
Số bụng sóng = số nút sóng = k +
3 Phương trình sóng dừng sợi dây CB (với đầu C cố định dao động nhỏ nút sóng) * Đầu B cố định (nút sóng):
Phương trình sóng tới sóng phản xạ B: uB Acos2ft u'B Acos2 ftAcos(2ft )
Phương trình sóng tới sóng phản xạ M cách B khoảng d là:
O
x M
(2)os(2 2 ) M
d
u Ac ft
l
'M os(2 2 d )
u Ac ft
l
Phương trình sóng dừng M: uM uM u'M
2 os(2 ) os(2 ) sin(2 ) os(2 )
2 2 2
M
d d
u Ac c ft A c ft
l l
Biên độ dao động phần tử M:
2 os(2 ) 2 sin(2 )
2 M
d d
A A c A
l l
* Đầu B tự (bụng sóng):
Phương trình sóng tới sóng phản xạ B: uB u'B Acos2 ft
Phương trình sóng tới sóng phản xạ M cách B khoảng d là:
os(2 2 )
M
d
u Ac ft
l
'M os(2 2 d)
u Ac ft
l
Phương trình sóng dừng M: uM uM u'M
2 os(2 ) os(2 )
M
d
u Ac c ft
l
Biên độ dao động phần tử M:
2 cos(2 )
M
d
A A
l
Lưu ý: * Với x khoảng cách từ M đến đầu nút sóng biên độ:
2 sin(2 )
M
x
A A
l
* Với x khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng biên độ:
2 cos(2 )
M
d
A A
l
III GIAO THOA SÓNG
Giao thoa hai sóng phát từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 cách khoảng l: Xét điểm M cách hai nguồn d1, d2
Phương trình sóng nguồn u1Acos(2 ftj1) u2 Acos(2 ftj2) Phương trình sóng M hai sóng từ hai nguồn truyền tới:
1
1M Acos(2 2 1)
d
u ft j
l
2
2M Acos(2 2 2)
d
u ft j
l
Phương trình giao thoa sóng M: uM = u1M + u2M
1 2
2 os os 2
2 2
M
d d d d
u Ac j c ft j j
l l
Biên độ dao động M:
1
2 os
2 M
d d
A A c j
l
với j j1j2
Chú ý: * Số cực đại:
(k Z)
2 2
l l
k
j j
l l
* Số cực tiểu:
1 1
(k Z)
2 2 2 2
l l
k
j j
l l
(3)Số đường số điểm (khơng tính hai nguồn):
l l
k
l l
* Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = (2k+1)2 l
(kZ) Số đường số điểm (khơng tính hai nguồn):
1
2
l l
k
l l
2 Hai nguồn dao động ngược pha:( j j1 j2 ) * Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k+1)2
l (kZ) Số đường số điểm (khơng tính hai nguồn):
1
2
l l
k
l l
* Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = kl (kZ) Số đường số điểm (khơng tính hai nguồn):
l l
k
l l
Chú ý: Với tốn tìm số đường dao động cực đại không dao động hai điểm M, N cách hai nguồn lần lượt d1M, d2M, d1N, d2N
Đặt dM = d1M - d2M ; dN = d1N - d2N giả sử dM < dN + Hai nguồn dao động pha:
Cực đại: dM < kl < dN Cực tiểu: dM < (k+0,5)l < dN + Hai nguồn dao động ngược pha:
Cực đại:dM < (k+0,5)l < dN Cực tiểu: dM < kl < dN
Số giá trị nguyên k thoả mãn biểu thức số đường cần tìm IV SÓNG ÂM
1 Cường độ âm:
W P I= =
tS S
Với W (J), P (W) lượng, công suất phát âm nguồn
S (m2) diện tích mặt vng góc với phương truyền âm (với sóng cầu S diện tích mặt cầu S=4πR2) Mức cường độ âm
0 ( ) lg I L B
I
Hoặc
( ) 10.lg I L dB
I
Với I0 = 10-12 W/m2 f = 1000Hz: cường độ âm chuẩn
3 * Tần số đàn phát (hai đầu dây cố định hai đầu nút sóng)
( k N*) 2
v
f k
l
Ứng với k = âm phát âm có tần số 2
v f
l
k = 2,3,4… có hoạ âm bậc (tần số 2f1), bậc (tần số 3f1)…
* Tần số ống sáo phát (một đầu bịt kín, đầu để hở đầu nút sóng, đầu bụng sóng)
(2 1) ( k N)
4 v
f k
l
(4)Ứng với k = âm phát âm có tần số 4
v f
l
k = 1,2,3… có hoạ âm bậc (tần số 3f1), bậc (tần số 5f1)… V HIỆU ỨNG ĐỐP-PLE
1 Nguồn âm đứng yên, máy thu chuyển động với vận tốc vM
* Máy thu chuyển động lại gần nguồn âm thu âm có tần số:
' v vM
f f
v
* Máy thu chuyển động xa nguồn âm thu âm có tần số:
" v vM
f f
v
2 Nguồn âm chuyển động với vận tốc vS, máy thu đứng yên
* Máy thu chuyển động lại gần nguồn âm với vận tốc vM thu âm có tần số:
'
S v
f f
v v
* Máy thu chuyển động xa nguồn âm thu âm có tần số:
"
S v
f f
v v
Với v vận tốc truyền âm, f tần số âm
Chú ý: Có thể dùng cơng thức tổng qt:
' M
S v v
f f
v v