Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng.. Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa Hoạt động 3 15 phút:
Trang 1 Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản Trường THPT Phú Hữu
GIAO THOA SÓNG
I MỤC TIÊU
- Mô tả được hiện tượng giao thoa của 2 sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa
- Viết được công thức xác định vị trí của cực đai và cực tiểu giao thoa
- Vận dụng được các công thức (8-2); (8-3) SGK để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Thí nghiệm Hình 8-1 SGK, vẽ phóng to hình 8.3.
2 Học sinh: Ôn lại phần tổng hợp hai dao động.
III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Phương trình sóng tại nguồn O là u = 5cos10πt (cm), vận tốc truyền sóng
là 20cm/s Coi biên độ sóng không đổi Viết phương trình sóng tại điểm M cách O 7,2cm
Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
Thực hiện thí nghiệm H 8.1
Giớ i
thiệu hình 8.3
Yêu cầu học sinh cho biết thế
nào là sự giao thoa của hai sóng
Quan sát thí nghiệm và rút ra nhận xét
Xem hình và giải thích những gợn lồi, gợn lỏm trong thí nghiệm
Thực hiện C1
Nêu khái niệm giao thoa và vân giao thoa
I Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước.
1 Thí nghiệm
Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng giống hệt nhau S1, S2 lan tỏa ra gặp nhau, sau một thời gian ta thấy trên mặt nước xuất hiện một loạt gợn sóng ổn định có hình các đường hypebol có tiêu điểm là
S1, S2
2 Giải thích
Ở trong miền hai sóng gặp nhau, có những điểm dao động rất mạnh, do hai sóng gặp nhau chúng tăng cường lẫn nhau, có những điểm đứng yên, do hai sóng gặp nhau chúng triệt tiêu nhau Tập hợp các điểm cực đại tại thành các đường hypebol, tập hợp các điểm đứng yên cũng tạo thành các đường hypebol khác Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa
Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu việc xác định các cực đại, cực tiểu trong sự giao thoa.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
Vẽ hình 8.4
Giới thiệu 2 nguồn S1, S2 và
điểm M trong vùng giao thoa
Đưa ra các công thức và các
kết luận về các vị trí có cực đại,
cực tiểu trong vùng giao thoa
Xem hình vẽ 8.4, mô tả đường
đi của mỗi sóng tới điểm M trong vùng giao thoa
Ghi nhận công thức và kết luận
về những vị trí có cực đại trong vùng giao thoa
Xem hình 8.3 mô tả hình dạng của các vân giao thoa cực đại
Ghi nhận công thức và kết luận
về những vị trí có cực tiểu trong vùng giao thoa
II Cực đại và cực tiểu
Xét điểm M trong vùng giao thoa của 2 sóng phát ra từ 2 nguồn S1 và S2 Gọi d1
= S1M, d2 = S2M là đường đi của mỗi sóng tới M
+ Tại M sẽ có cực đại khi:
d2 – d1 = kλ; với k ∈ Z
Những điểm tại đó dao động có biên độ
cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng λ.
Quỹ tích của những điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S1 và
S2, chúng được gọi là những vân giao thoa cực đại
Tuần: 7
Tiết: 14
Trang 2 Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản Trường THPT Phú Hữu
Xem hình 8.3 mô tả hình dạng của các vân giao thoa cực tiểu
+ Tại M sẽ có cực tiểu (đứng yên) khi:
d2 – d1 = (2k + 1)
2
λ
= (k + 1
2)λ; với k ∈
Z
Những điểm tại đó dao động triệt tiêu
là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lẻ nữa bước sóng.
Quỹ tích của những điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S1 và
S2, chúng được gọi là những vân giao thoa cực tiểu
Hoạt động 4 (5 phút): Tìm hiểu điều kiện giao thoa.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
Giới thiệu hai nguồn kết
hợp, hai sóng kết hợp
Giới thiệu 2 nguồn đồng bộ
Giới thiệu điều kiện để có
giao thoa
Yêu cầu học sinh rút ra kết
luận về hiện tượng đặc trưng
của sóng
Yêu cầu học sinh thực hiện
C2
Ghi nhận các khái niệm
Ghi nhận khái niệm
Ghi nhận điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng
Rút ra kết luận về hiện tượng đặc trưng của sóng
Thực hiện C2
(S 1 và S 2 phải là 2 nguồn đồng bộ)
III Điều kiện giao thoa Sóng kết hợp
+ Nguồn kết hợp, sóng kết hợp: Hai nguồn dao động cùng phương cùng tần số và có hiệu số pha không thay đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp
Hai nguồn dao động cùng phương cùng tần
số và cùng pha gọi là hai nguồn đồng bộ
+ Để có các vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai nguồn phát sóng trên mặt nước phải là hai nguồn kết hợp
+ Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng: mọi quá trình sóng đều có thể gây ra hiện tượng giao thoa và ngược lại quá trình nào gây được hiện tượng giao thoa thì đó chắc chắn là một quá trình sóng
Hoạt động 5 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong
bài
Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 6, 7, 8
trang 45 sgk và 8.1, 8.2, 8.4, 8.6, 8.7 sbt
Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài
Ghi các bài tập về nhà
IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
DANH HOÀNG KHẢI