A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Áp dụng phương trình sóng và kết quả của việc tìm sóng tổng hợp của hai sóng ngang cùng tần số để dự đoán sự tạo thành vân giao thoa.
- Bố trí được thí nghiệm kiểm tra với sóng nước. - Xác định điều kiện có vân giao thoa.
- Mô tả được hiện tượng xảy ra như thế nào.
Kỹ năng
- Xác định được vị trí của các vân giao thoa
- Áp dụng giải thích hiện tượng giao thoa và giải một số bài tập liên quan. B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
- Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nước đơn giản cho các nhóm học sinh. - Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nước với nguồn có tần số thay đổi. - Thiết bị tạo nhiễu xạ sóng nước.
- Những điều cần lưu ý trong SGV. b) Phiếu học tập:
P1. Điều kiện có giao thoa sóng là gì?
A. Có hai sóng chuyển động ngược chiều giao nhau. B. Có hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi. C. Có hai sóng cùng bước sóng giao nhau.
D. Có hai sóng cùng biên độ, cùng tốc độ giao nhau. P2. Thế nào là 2 sóng kết hợp?
A. Hai sóng chuyển động cùng chiều và cùng tốc độ. B. Hai sóng luôn đi kèm với nhau.
C. Hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian. D. Hai sóng có cùng bước sóng và có độ lệch pha biến thiên tuần hoàn.
P3. Có hiện tượng gì xảy ra khi một sóng mặt nước gặp một khe chắn hẹp có kích thước nhỏ hơn bước sóng? A. Sóng vẫn tiếp tục truyền thẳng qua khe.
B. Sóng gặp khe phản xạ trở lại.
C. Sóng truyền qua khe giống như một tâm phát sóng mới. D. Sóng gặp khe rồi dừng lại.
P4. Trong hiện tượng giao thoa sóng trên mặt nước, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm sóng bằng bao nhiêu?
A. bằng hai lần bước sóng. B. bằng một bước sóng. C. bằng một nửa bước sóng. D. bằng một phần tư bước sóng.
P5. Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz và đo được khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 2mm. Bước sóng của sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. λ = 1mm. B. λ = 2mm. C. λ = 4mm. D. λ = 8mm.
P6. Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 100Hz và đo được khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 4mm. Tốc độ sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 0,2m/s. B. v = 0,4m/s. C. v = 0,6m/s. D. v = 0,8m/s.
P7. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz, tại một điểm M cách A và B lần lượt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 20cm/s. B. v = 26,7cm/s. C. v = 40cm/s. D. v = 53,4cm/s.
P8. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 16Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d1 = 30cm, d2 = 25,5cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực có 2 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 24m/s. B. v = 24cm/s. C. v = 36m/s. D. v = 36cm/s.
P9. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 13Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d1 = 19cm, d2 = 21cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực không có dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 26m/s. B. v = 26cm/s. C. v = 52m/s. D. v = 52cm/s. c) Đáp án phiếu học tập: 1(B); 2(C); 3(C); 4(C); 5(C); 6(D); 7(A); 8(B); 9(B). d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 16. Giao thoa sóng. Nhiễu xạ sóng. 1. Sự giao thoa của hai sóng:
a) Dự đoán hiện tượng:
+ Xét tại 1 điểm có 2 sóng cùng tần số truyền tới. Tại S1 và S2 sóng u1 = u2 = Acosωt.
Tại M: S1M = d1; S2M = d2, sóng do S1 và S2 tới là: u1M =
=> (d1 - d2) = kλ; Amax = 2A.
+ Nếu 2 dao động cùng pha: => Amax => (d1 - d2) = kλ; Amax = 2A.
+ Nếu 2 dao động ngược pha: => Amin => (d1 - d2) = (k )
21 1
Acos(ωt - 2πd1/λ); u2M = Acos(ωt -2πd2/λ) Độ lệch pha của 2 sóng: 2 (d2 −d1) λ π = ϕ ∆ . + Sóng tại M là uM = u1M + u2M. Biên độ dao động tại M là:
ϕ∆ ∆ + + =A A A A cos AM 2 1 2 2 2 1 2 2 = 2A2(1+cos∆ϕ)
+ Nếu 2 dao động cùng pha: => Amax
+ Hiện tượng giao thoa là... SGK b) Thí nghiệm kiểm ra: SGK. 2. Điều kiện có sóng dừng: SGk 3. ứng dụng: SGK
4. Sự nhiễu xạ sóng: SGK 5. Trả lời phiếu trắc nghiệm: ... 2. Học sinh:
- Ôn các kiến thức về sóng, sóng dừng.
- Phương trình sóng, phương trình tỏng hợp tạo ra sóng dừng. 3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về giao thoa của sóng. C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1 ( phút) : Ổn định tổ chức. Kiểm tra bài cũ. * Nắm việc học bài cũ và chuẩn bị bài mới của học sinh.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Báo cáo tình hình lớp. - Trả lời câu hỏi của thày. - Nhận xét bạn.
- Tình hình học sinh.
- Yêu cầu: trả lời về sóng và sóng dừng. - Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em.
Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Bài 16. Giao thoa của sóng. Phần I: Sự giao thoa của hai sóng. * Nắm được sự giao thoa của sóng.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGk.
- Thảo luận nhóm tìm cách tổng hợp hai sóng. - Trình bày phương pháp tiến hành.
- Nhận xét bạn - Trả lời câu hỏi C1, C2.
+ Dự đoán hiện tượng (Lí thuyết và giao thoa)
- HD SH tìm sóng tổng hợp tại một điểm có hai sóng cùng tần số truyền đến.
- Dùng phương pháp toán học.
- Kết quả: có những điểm dao động rất mạnh, có những điểm không dao động.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1, C2. - Quan sát thí nghiệm.
- Thảo luận nhóm. - Nêu nhận xét... - Trả lời câu hỏi C3.
+ Thí nghiệm kiểm tra:
- Làm thí nghiệm cho HS quan sát. - HD HS quan sát.
- Nêu nhận xét, bổ xung, tóm tắt. - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C3. Hoạt động 3 ( phút): Điều kiện có giao thoa, ứng dụng.
* Nắm được điều kiện giao thoa và ứng dụng của giao thoa.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK.
- Nêu điều kiện có giao thoa. - Trinh bày sóng ... nguồn ... - Trả lời câu hỏi C3.
+ Điều kiện có giao thoa: - Khi nào hai sóng giao thoa? - Sóng kết hợp là gì? - Nguồn kết hợp là gì?
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C4. - Đọc SGK, thảo luận nhóm.
- Trình bày ứng dụng giao thoa. - Nhận xét bạn.
- Giao thoa được ứng dụng thế nào? - Trình bày ứng dụng giao thoa? - Nhận xét , bổ xung, tóm tắt.
Hoạt động 4 ( phút): Nhiễu xạ sóng. * Nắm được hiện tượng nhiễu xạ sóng.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Thảo luận nhóm về nhiễu xạ. - Trình bày hiện tượng nhiễu xạ. - Nhận xét bạn.
- Làm thí nghiệm về nhiễu xạ sóng. Yêu cầu HS quan sát và đưa ra nhận xét.
- Hiện tượng nhiễu xạ sóng là gỉ? - Nhận xét, tóm tắt.
Hoạt động 5 ( phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK. - Trả lời câu hỏi. - Ghi nhận kiến thức.
- Trả lời câu hỏi 1. - Tóm tắt bài.
- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy. Hoạt động 6 ( phút): Hướng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Về làm bài và đọc SGK bài sau.
- Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK. - BT trong SBT: Giờ sau chữa.