I.SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ : 1.Sóng cơ Định nghĩa phân loại + Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trường . + Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định. + Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang truyền được trong chất rắn, trên bề mặt chất lỏng. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su. + Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được trong môi trường rắn lỏng khí. 2.Các đặc trưng của một sóng hình sin + Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường sóng truyền qua.
Trang 1TÓM TẮT CHƯƠNG SÓNG CƠ I.SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ :
1.Sóng cơ- Định nghĩa- phân loại
+ Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trường
+ Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì dao động xung quanh vị trí cân bằng cố định
+ Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng Sóng ngang truyền được trong chất rắn, trên bề mặt chất lỏng Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su
+ Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền được trong môi trường rắn lỏng khí
2.Các đặc trưng của một sóng hình sin
+ Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua
+ Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường sóng truyền qua
+ Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng : f =
+ Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường
+ Bước sóng : là quảng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ = vT =
• Bước sóng cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha
• Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là λ
2
• Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động vuông pha là λ
4
• Lưu ý: Giữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n - 1) bước sóng
3 Phương trình sóng:
+ Phương trình sóng tại O:
uO =Aocos(t + φ)
+ Sóng truyền từ O đến M, phương trình sóng tại M là:
uM = AMcos(t + - x
v
) = AMcos(t + - 2 x
) + Sóng truyền từ N đến O, phương trình sóng tại N là
uN = ANcos(t + + x
v
) = ANcos(t + + 2 x
)
4 Độ lệch pha giữa hai điểm
2 điểm M và N trên phương truyền sóng và cách nhau một khoảng d thì : = 2d
T
1
f v
Trang 2+ dao động cùng pha khi: d = k
+ dao động ngược pha khi: d = (2k + 1)
2
+ dao động vuông pha khi: d = (2k + 1)
4 với k = 0, ±1, ±2
Lưu ý: Đơn vị của x, x1, x2,d, và v phải tương ứng với nhau
II GIAO THOA SÓNG
1 Điều kiện để có giao thoa:
Hai sóng là hai sóng kết hợp tức là hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian (hoặc hai sóng cùng pha)
2 Phương trình giao thoa
2.1 Hai nguồn dao động cùng pha ( = 1− 2 =0 hoặc 2k)
+ Phương trình sóng tổng hợp tại điểm trong miền giao thoa:
uM = 2acos ( )
d2 d1
d2 d1
t
+ Biên độ sóng tổng hợp: AM =2.a.cos (d −2 d1)
2.2 Hai nguồn dao động ngược pha:( = 1− 2 = )
+ Phương trình sóng tổng hợp tại điểm trong miền giao thoa:
uM = 2acos ( 2 1)
2
−
−
−
2
1
t d d
+ Biên độ sóng tổng hợp:
2 cos
d d a
3 Số cực đại, cực tiểu
3.1 Trên đoạn nối hai nguồn:
- Nếu hai nguồn cùng pha:
Số Cực đại giữa hai nguồn: S S1 2 S S1 2
k
k
- Nếu hai nguồn ngược pha:
k=-1 k=-2
k= 1 k= 2
k=0
k=-1 k=-2 k= 0
k= 1
M
k = 0
Hình ảnh giao thoa sóng
k = 1
k = 2
k = -1
k = -2
k = 0
k = 1
k = 2
k = -1
k = -2
k = -3
Hình ảnh giao thoa sóng
Trang 3Số Cực tiểu giữa hai nguồn: S S1 2 S S1 2
k
k
3.2 Trên hai điểm bất kì:
- Hai nguồn cùng pha: ( = 0)
* Số Cực đại: S M2 S M1
−
< k < S N2 S N1
−
* Số Cực tiểu: S M2 S M1
−
- 2
1
< k < S N2 S N1
−
- 2
1
- Hai nguồn ngược pha: ( = (2k+1) )
* Số Cực đại: S M2 S M1
− + 2
1
< k < S N2 S N1
− + 2
1
* Số Cực tiểu: S M2 S M1
− < k < S N2 S N1
−
4 Các điểm nằm trên đoạn nối hai nguồn
Đối với các điểm nằm trên đoạn nối hai nguồn: d1+d2 = S1S2
uM = 2acos(d2 d1
−
)cos(20t - S S1 2
+ Các điểm hoặc cùng pha hoặc ngược pha với nhau
+ Hình ảnh các điểm trên đoạn nối hai nguồn tại thời điểm bất kì:
Hai nguồn cùng pha:
Hai nguồn ngược pha
+ Khoảng cách giữa hai cực đại hoặc cực tiểu liên tiếp trên đoạn nối hai nguồn là
2 , khoảng cách giữa cực đại
M
d1M
d2M
N
C
d1N
d2N
-1 -3
B
•
A
•
-1 -3
B
•
A
•
-3
Trang 4và cực tiểu liền kề là
4 + Khoảng cách giữa hai cực đại cùng pha liên tiếp là
5 Các điểm nằm trên đường trung trực:
+ Đối với các điểm nằm trên đường trung trực: d1=d2=d
uM = 2acos(20t - 2d
+ Độ lệch pha của các điểm này với nguồn là 2 d
= Muốn cùng pha với hai nguồn d= k
Muốn ngược pha với hai nguồn d= (2k+1)
2
+ Độ lệch pha của các điểm này với trung điểm đoạn nối hai nguồn:
1 2
2
S S
−
=
Muốn cùng pha với trung điểm: d 1 2
2
S S
Muốn ngược pha với trung điểm: d 1 2
2
S S
2
+ Điều kiện: d 1 2
2
S S
, từ đó tìm giá trị d min
III SÓNG DỪNG
1 Sóng dừng trên dây
* Hai đầu cố định, hai đầu là nút sóng:
Số bụng sóng = số bó sóng = k ; Số nút sóng = k + 1
* Một đầu cố định, một đầu tự do :
Số bó (bụng) sóng nguyên = k; Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1
2 Đặc điểm của sóng dừng
k
Q
P
k
Q
P
S 1
M
*
2
l=k kN
4
l= k+ kN
Trang 5Ibox a Mạnh Lê để đăng ký khóa C-T-G -lấy gốc 0-8đ : https://www.facebook.com/manhlejr.09
-Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là
- Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là
- Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang
(các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ
- Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ngược pha
- Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha
- Bề rông 1 bụng là 4A, A là biên độ sóng tới hoặc sóng phản xạ
3 Phương trình sóng dừng trên sợi dây (đầu P cố định hoặc dao động nhỏ là nút sóng)
* Hai đầu cố định
Biên độ dao động của phần tử tại M cách điểm nút 1 đoạn d là: 2 os(2 ) 2 sin(2 )
2
M
* Một đầu cố định một đầu tự do
Biên độ dao động của phần tử tại M cách điểm bụng 1 đoạn d là: A M 2Acos(2 d)
=
IV:SÓNG ÂM
1 Sóng âm:
Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi trường khí, lỏng, rắn.Tần số của sóng âm là tần số âm.
+Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây ra cảm giác âm trong tai con người
+Hạ âm : Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm, tai người không nghe được
+siêu âm :Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm , tai người không nghe được
2 Các đặc tính vật lý của âm
a.Tần số âm: Tần số của của sóng âm cũng là tần số âm
2
4
Trang 6Ibox a Mạnh Lê để đăng ký khóa C-T-G -lấy gốc 0-8đ : https://www.facebook.com/manhlejr.09
b.+ Cường độ âm: I=W=P
tS SCường độ âm tại 1 điểm cách nguồn một đoạn R: I= P 2
4 R Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn.S (m 2 ) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πR 2 )
+ Mức cường độ âm:
0
I
L(B) = lg
I Hoặc
0
I L(dB) = 10.lg
I Với I 0 = 10 -12 W/m 2 gọi là cường độ âm chuẩn ở f = 1000Hz
Đơn vị của mức cường độ âm là Ben (B), thường dùng đềxiben (dB): 1B = 10dB
+ Tỉ số
1 2
2
2
I
I
L L
P R
P R
−