Hiện tượng sóng trong cơ học là một hiện tượng khá phổ biến trong tự nhiên, tuy nhiên để khảo sát hiện tượng sóng một cách thấu đáo thì ta cần phải cần có những thí nghiệm phù hợp. Hiện nay thí nghiệm về mô hình sóng cơ học áp dụng trong giảng dạy ở THPT còn khá thiếu thốn ở các trường THPT, hơn nữa việc thiết kế chế tạo chúng cần phải có độ chính xác cao thì mới đảm bảo thành công.
tình hình hiện nay. Sau đây nhóm tác giả đề xuất và thiết kế thí nghiệm mô hình sóng cơ học đáp ứng tương đối những nhu cầu nói trên. Hy vọng phương án này sẽ giúp ích cho các bạn giáo viên THPT trong việc dạy phần sóng cơ học góp phần nâng cao chất lượng giáo dục.
Mục tiêu
Quan sát được hiện tượng sóng trong cơ học.
Quan sát được sự truyền pha dao động trong quá tình truyền sóng.
Quan sát được sự dao động của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua.
Dụng cụ
25 thanh nhôm rổng có khối lượng phân bố đều, đường kính mỗi thanh là 0,8 cm, dài 25 cm. 25 kẹp giấy.
25 tấm tôn đã được gia công như hình, trên tấm tôn có đục hai lỗ cách nhau 3 cm.
Một thanh sắt có đường kính 0,3 cm, chiều dài 80 cm đã được đánh bóng bằng giấy nhám. 50 cúc áo có đường kính lớn hơn 0,8 cm.
Ống nhựa rổng có đường kính 0,8 cm được cắt thành nhiều đoạn, mỗi đoạn dài 1cm. Hai sợi dây dù, mỗi sợi dài 90 cm.
Hai nắp hộp bằng nhựa. Một nắp được dục 3 lổ nhỏ (một lổ tại tâm, 2 lổ đối xứng nhau qua tâm và cách nhau 3 cm)
Một giá nhôm dài 70cm, cao 45cm.
Thiết kế thí nghiệm
Dùng kẹp giấy kẹp đồng thời thanh nhôm(đã được đính cúc áo ở hai đầu) và tấm tôn đã được gia công sao cho kẹp giấy nằm đúng trọng tâm của thanh nhôm.
Dùng hai dây dù sâu vào hai lỗ trên các tấm tôn đã được kẹp cùng các thanh nhôm.
Luồn hai dây dù qua hai nắp hộp đã được đục lổ và buộc chúng lại. Dùng keo dán nắp hộp còn lại vào nắp đã được buộc dây. Hai nắp hộp này tạo thành núm vặn cho phép tạo sóng.
Tiến hành thí nghiệm
- Xoay núm theo hai chiều một cách tuần hoàn để tạo sóng.
- Quan sát hình dạng sóng thình thành bởi các cúc áo được gắn ở đầu các thanh nhôm ( xem như các phần tử vật chất).
- Quang sát chuyển động của từng cái cúc áo khi có sóng truyền qua.
Kết quả
Các cúc áo gắn ở đầu các thanh nhôm tạo thành hình dạng sóng cơ học. Các cúc áo chỉ dao động tại chỗ.
Pha dao động được truyền đi trong quá trình truyền sóng.