Q
quang1234554321
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
Trong thực tế thường có trường hợp nhiều sóng phát ra từ nhiều nguồn khác nhau và cùng truyền tới một điểm. Trường hợp như vậy có thể gây ra một hiện tượng đặc thu của sóng, gọi là hiện tượng giao thoa, mà ta sẽ xét sau đây.
Dùng các dụng cụ thí nghiệm tương tự như ở bài hiện tượng sóng trong cơ học , nhưng ở đây ta thay hòn bi bằng một thanh nhẹ, ở hai đầu thanh gắn hai hòn bi nhỏ đặt chạm mặt nước . Khi thanh dao động, hai hòn bi ở và tạo ra trên mặt nước hai hệ sóng lan truyền theo những hình tròn đồng tâm. Hai hệ thống đường tròn mở rộng dần ra và đan trộn vào nhau trên mặt nước.
Khi hình ảnh sóng đã ổn định, chúng ta phân biệt được trên mặt nước một nhóm những đường cong tại đó biên độ dao động là cực đại, và xen kẽ giữa chúng là một nhóm những đường cong khác tại đó mặt nước không dao động. Những đường sóng này đứng yên tại chỗ mà không truyền đi trên mặt nước như những sóng mà ta đã quan sát trước đây.
2. Lí thuyết về giao thoa
Giả sử và là hai nguồn dao động cùng tần số và cùng pha với nhau và sóng của chúng cùng truyền tới một điểm của mặt phẳng theo hai đường đi . Hai nguồn dao động cùng tần số và cùng pha, hoặc với độ lệch pha không đổi được gọi là hai nguồn kết hợp và sóng mà chúng tạo ra được gọi là sóng kết hợp.
Trong thí nghiệm mô tả ở trên, hai hòn bi không dao động độc lập với nhau. Chúng luôn luôn dao động cùng tần số và cùng pha với thanh , và do đó chúng đúng là hai nguồn kết hợp.
Giả sử phương trình của các dao động tại và cùng là . Nếu khoảng cách l giữa và là nhỏ so với các đường đi và , ta có thể coi biên độ các sóng truyền tới là bằng nhau.
Gọi là vận tốc truyền sóng. Thời gian để sóng truyền từ đến là . Dao động tại vào thời điểm cùng pha với dao động tại vào thời điểm .
Dao động tại là sự tổng hợp của hai dao động và cùng tần số nhưng khác pha.
Chúng ta lấy giá trị tuyệt đối vì việc trong hai đường và thì đường nào dài hơn không ảnh hưởng đến hiện tượng giao thoa.
Tại những điểm nào mà hiệu đường đi bằng một số nguyên bước sóng , thì hiệu số pha bằng , hai sóng cùng pha với nhau, biên độ của sóng tổng hợp lớn gấp đôi biên độ mỗi sóng thành phần, dao động của môi trường ở đây là lớn nhất. Trong toán học, người ta chứng minh được rằng quỹ tích của những điểm như vậy là một họ các đường hypebol có tiêu điêm tại và , bao gồm cả đường trung trực của đoan , các đường vẽ liền nét.
Tại những điểm nào mà hiệu đường đi bằng một số lẻ nửa bước sóng , thì hiệu số pha bằng , tức là hai sóng ngược pha nhau, biên độ của sóng tổng hợp bằng 0, ở đây môi trường không dao động. Quỹ tích cả các điểm này cũng là một họ các đường hypebol có tiêu điểm tại
Tại những điểm khác thì biên độ sóng có giá trị trung gian.
Hiện tượng khảo sát trên gọi là hiện tượng giao thoa.
Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt.
Sự tổng hợp của ba sóng kết hợp trở lên tạo ra một hình ảnh giao thoa phức tạp mà ta sẽ không xét ở đây.
3. Sóng dừng
Lấy một sợi dây dẻo, dài chừng , đầu buộc cố định vào tường (hoặc vào bàn, tủ…), đầu cầm ở tay (h.2.8). Ta kéo thẳng dây và dao động. Thay đổi dần độ rung (tức là thay đổi tần số dao động của đầu ), đến một lúc nào đó ta thấy sợi dây rung có một hình ảnh ổn định trong đó có những chỗ rung rất mạnh, và những chỗ hầu như không rung.
Có thể giải thích hiện tượng đó như sau. Dao động từ truyền theo sợi dây từ đến , dưới dạng một sóng ngang. Tới là cuối sợi dây, sóng phản xạ và truyền ngược lại từ tới . Sóng tới và sóng phản xạ thoả mãn điều kiện sóng kết hợp. ở đây điểm không dao động, có nghĩa là sóng phản xạ và sóng tới đó ngược pha nhau. Kết quả là trên sợi dây có sự giao thoa của hai sóng kết hợp cùng tần số và ngược pha nhau tại (có thể coi và là hai nguồn sóng kết hợp).
Để khảo sát kĩ hơn hiện tượng này, ta xét một sợi dây đàn hồi có hai đầu cố định, trên đó có hai sóng kết hợp truyền ngược chiều nhau. Có thể coi đó là một sóng tới và một sóng phản xạ, giống như ở thí nghiệm trên, nhưng ở đây cả hai điểm đầu không dao động.
Chọn thời điểm là lúc trên sợi dây hai sóng 1 và 2 ngược pha nhau tại một điểm M nào đó. Sợi dây có dạng như trên hình2.9a (đây là dạng thật của sợi dây), sóng 1 truyền sang phải, sóng 2 truyền sang trái, biên độ sóng tổng hợp tại mọi nơi đều bằng 0. Tại thời điểm , mỗi sóng truyền đi một đoạn đường bằng , sóng tổng hợp trên sợi dây có hình dạng như trên hình 2.9b. Cũng như vậy, tại các thời điểm và , sóng có hình dạng như trên hình 29c và 29d.
Quan sát trên sợi dây hoặc hình vẽ, ta thấy điểm và các điểm cách nó một số nguyên nửa bước sóng luôn luôn đứng yên không dao động. Chúng được gọi là các nút. Điểm và các điểm cách nó một nguyên nửa bước sóng dao động với biên độ lớn nhất so với các điểm khác. Chúng được gọi là các bụng sóng. Vị trí các nút và các bụng là cố định. Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liền nhau đều bằng .
Sóng có các nút và các bụng cố định trong không gian gọi là sóng dừng. Nó không truyền đi trong không gian. Chú ý rằng ở đây hai sóng thành phần vẫn truyền đi theo hai chiều khác nhau, nhưng sóng tổng hơp “dừng lại” tại chỗ.
Đối với các sóng dọc, tuy hình ảnh sóng dừng có khác các sóng ngang, nó vẫn gồm có các nút (nơi không có dao động) và các bụng (nơi bị nén và giãn mạnh), và khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liền nhau vẫn bằng . Trên các dây đàn có sóng dừng thuộc loại sóng ngang. Trong các cột khí của sáo và kèn, có các sóng dừng thuộc loại sóng dọc.
Hiện tượng sóng dừng cho phép ta nhìn thấy cụ thể bằng mắt thường bước sóng và đo được một cách chính xác. Đối với sóng âm và nhiều loại sóng khác, việc đo tần số cũng đơn giản. Giữa vận tốc sóng , tần số sóng và bước sóng , có hệ thức .
Vì vậy hiện tượng sóng dừng cũng cho ta một phương pháp đơn giản xác định bằng cách đo và .
Dùng các dụng cụ thí nghiệm tương tự như ở bài hiện tượng sóng trong cơ học , nhưng ở đây ta thay hòn bi bằng một thanh nhẹ, ở hai đầu thanh gắn hai hòn bi nhỏ đặt chạm mặt nước . Khi thanh dao động, hai hòn bi ở và tạo ra trên mặt nước hai hệ sóng lan truyền theo những hình tròn đồng tâm. Hai hệ thống đường tròn mở rộng dần ra và đan trộn vào nhau trên mặt nước.
Khi hình ảnh sóng đã ổn định, chúng ta phân biệt được trên mặt nước một nhóm những đường cong tại đó biên độ dao động là cực đại, và xen kẽ giữa chúng là một nhóm những đường cong khác tại đó mặt nước không dao động. Những đường sóng này đứng yên tại chỗ mà không truyền đi trên mặt nước như những sóng mà ta đã quan sát trước đây.
2. Lí thuyết về giao thoa
Giả sử và là hai nguồn dao động cùng tần số và cùng pha với nhau và sóng của chúng cùng truyền tới một điểm của mặt phẳng theo hai đường đi . Hai nguồn dao động cùng tần số và cùng pha, hoặc với độ lệch pha không đổi được gọi là hai nguồn kết hợp và sóng mà chúng tạo ra được gọi là sóng kết hợp.
Trong thí nghiệm mô tả ở trên, hai hòn bi không dao động độc lập với nhau. Chúng luôn luôn dao động cùng tần số và cùng pha với thanh , và do đó chúng đúng là hai nguồn kết hợp.
Giả sử phương trình của các dao động tại và cùng là . Nếu khoảng cách l giữa và là nhỏ so với các đường đi và , ta có thể coi biên độ các sóng truyền tới là bằng nhau.
Gọi là vận tốc truyền sóng. Thời gian để sóng truyền từ đến là . Dao động tại vào thời điểm cùng pha với dao động tại vào thời điểm .
Dao động tại là sự tổng hợp của hai dao động và cùng tần số nhưng khác pha.
Chúng ta lấy giá trị tuyệt đối vì việc trong hai đường và thì đường nào dài hơn không ảnh hưởng đến hiện tượng giao thoa.
Tại những điểm nào mà hiệu đường đi bằng một số nguyên bước sóng , thì hiệu số pha bằng , hai sóng cùng pha với nhau, biên độ của sóng tổng hợp lớn gấp đôi biên độ mỗi sóng thành phần, dao động của môi trường ở đây là lớn nhất. Trong toán học, người ta chứng minh được rằng quỹ tích của những điểm như vậy là một họ các đường hypebol có tiêu điêm tại và , bao gồm cả đường trung trực của đoan , các đường vẽ liền nét.
Tại những điểm nào mà hiệu đường đi bằng một số lẻ nửa bước sóng , thì hiệu số pha bằng , tức là hai sóng ngược pha nhau, biên độ của sóng tổng hợp bằng 0, ở đây môi trường không dao động. Quỹ tích cả các điểm này cũng là một họ các đường hypebol có tiêu điểm tại
Tại những điểm khác thì biên độ sóng có giá trị trung gian.
Hiện tượng khảo sát trên gọi là hiện tượng giao thoa.
Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chỗ cố định mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt.
Sự tổng hợp của ba sóng kết hợp trở lên tạo ra một hình ảnh giao thoa phức tạp mà ta sẽ không xét ở đây.
3. Sóng dừng
Lấy một sợi dây dẻo, dài chừng , đầu buộc cố định vào tường (hoặc vào bàn, tủ…), đầu cầm ở tay (h.2.8). Ta kéo thẳng dây và dao động. Thay đổi dần độ rung (tức là thay đổi tần số dao động của đầu ), đến một lúc nào đó ta thấy sợi dây rung có một hình ảnh ổn định trong đó có những chỗ rung rất mạnh, và những chỗ hầu như không rung.
Có thể giải thích hiện tượng đó như sau. Dao động từ truyền theo sợi dây từ đến , dưới dạng một sóng ngang. Tới là cuối sợi dây, sóng phản xạ và truyền ngược lại từ tới . Sóng tới và sóng phản xạ thoả mãn điều kiện sóng kết hợp. ở đây điểm không dao động, có nghĩa là sóng phản xạ và sóng tới đó ngược pha nhau. Kết quả là trên sợi dây có sự giao thoa của hai sóng kết hợp cùng tần số và ngược pha nhau tại (có thể coi và là hai nguồn sóng kết hợp).
Để khảo sát kĩ hơn hiện tượng này, ta xét một sợi dây đàn hồi có hai đầu cố định, trên đó có hai sóng kết hợp truyền ngược chiều nhau. Có thể coi đó là một sóng tới và một sóng phản xạ, giống như ở thí nghiệm trên, nhưng ở đây cả hai điểm đầu không dao động.
Chọn thời điểm là lúc trên sợi dây hai sóng 1 và 2 ngược pha nhau tại một điểm M nào đó. Sợi dây có dạng như trên hình2.9a (đây là dạng thật của sợi dây), sóng 1 truyền sang phải, sóng 2 truyền sang trái, biên độ sóng tổng hợp tại mọi nơi đều bằng 0. Tại thời điểm , mỗi sóng truyền đi một đoạn đường bằng , sóng tổng hợp trên sợi dây có hình dạng như trên hình 2.9b. Cũng như vậy, tại các thời điểm và , sóng có hình dạng như trên hình 29c và 29d.
Quan sát trên sợi dây hoặc hình vẽ, ta thấy điểm và các điểm cách nó một số nguyên nửa bước sóng luôn luôn đứng yên không dao động. Chúng được gọi là các nút. Điểm và các điểm cách nó một nguyên nửa bước sóng dao động với biên độ lớn nhất so với các điểm khác. Chúng được gọi là các bụng sóng. Vị trí các nút và các bụng là cố định. Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liền nhau đều bằng .
Sóng có các nút và các bụng cố định trong không gian gọi là sóng dừng. Nó không truyền đi trong không gian. Chú ý rằng ở đây hai sóng thành phần vẫn truyền đi theo hai chiều khác nhau, nhưng sóng tổng hơp “dừng lại” tại chỗ.
Đối với các sóng dọc, tuy hình ảnh sóng dừng có khác các sóng ngang, nó vẫn gồm có các nút (nơi không có dao động) và các bụng (nơi bị nén và giãn mạnh), và khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liền nhau vẫn bằng . Trên các dây đàn có sóng dừng thuộc loại sóng ngang. Trong các cột khí của sáo và kèn, có các sóng dừng thuộc loại sóng dọc.
Hiện tượng sóng dừng cho phép ta nhìn thấy cụ thể bằng mắt thường bước sóng và đo được một cách chính xác. Đối với sóng âm và nhiều loại sóng khác, việc đo tần số cũng đơn giản. Giữa vận tốc sóng , tần số sóng và bước sóng , có hệ thức .
Vì vậy hiện tượng sóng dừng cũng cho ta một phương pháp đơn giản xác định bằng cách đo và .
Last edited by a moderator:
Bạn cũng học kém LÝ như tôi à. Tôi ko học nhiều nên ko hiểu mà bạn học hoài lại ko hiểu, ko biết có điểm chung gì nữa ko đây.