Giao thoa sóng

Kiến thức: - Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng.. - Nắm được vị trí có cực đại, cực tiểu giao thoa - Viết đư

Tiết theo PPCT Ngày soạn 24-9-2008

Bài: GIAO THOA SÓNG

(Dùng giáo án điện tử)

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng

- Nắm được vị trí có cực đại, cực tiểu giao thoa

- Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa

2 Kĩ năng:

- Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa

3 Thái độ:

- Nghiêm túc trong học tập, tìm hiểu các hiện tượng có liên quan trong cuộc sống

4 Trọng tâm:

- Điều kiện có giao thoa sóng, viết được vị trí cực đại và cực tiểu của giao thoa sóng

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Thí nghiệm hình 8.1 Sgk.

2 Học sinh: Ôn lại phần tổng hợp dao động.

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

-Định nghĩa sóng cơ? Phân loại sóng

cơ

-Nêu các đặc trưng của sóng cơ Viết

công thức tính bước sóng

-Trả lời câu hỏi của GV

-HS cả lớp theo dõi và nhận xét câu trả lời

Hoạt động 2 (5 phút): Tìm hiểu về sự giao thoa của hai sóng mặt nước

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

- Mô tả thí nghiệm và làm thí nghiệm

hình 8.1 - HS ghi nhận dụng cụ thí nghiệm và quan sát kết quả thí

nghiệm

- HS nêu các kết quả quan sát được từ thí nghiệm

- Những điểm không dao động nằm trên họ các đường

hypebol (nét đứt) Những điểm dao động rất mạnh nằm trên họ các đường hypebol (nét liền) kể cả đường trung trực của S1S2

- Hai họ các đường hypebol này xen kẽ nhau như hình vẽ

Lưu ý: Họ các đường hypebol

này đứng yên tại chỗ

I Sự giao thoa của hai sóng mặt nước

- Gõ cho cần rung nhẹ: + Trên mặt nước xuất hiện những loạt gợn sóng cố định có hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm

S1 và S2 Trong đó:

* Có những điểm đứng yên hoàn toàn không dao động

* Có những điểm đứng yên dao động rất mạnh

Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu về cực đại và cực tiểu giao thoa.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

- Ta có nhận xét gì về A, f và ϕ của

hai sóng do hai nguồn S1, S2 phát ra?

→ Hai nguồn phát sóng có cùng A, f

và ϕ gọi là hai nguồn đồng bộ

- Nếu 2 nguồn phát sóng có cùng f và

- Vì S1, S2 cùng được gắn vào cần rung → cùng A, f và ϕ

- HS ghi nhận các khái niệm 2 nguồn kết hợp, 2 nguồn đồng

bộ và sóng kết hợp

II Cực đại và cực tiểu giao thoa

1 Biểu thức dao động tại một điểm M trong vùng giao thoa

S1 S

2

S

2

có hiệu số pha không phụ thuộc thời

gian (lệch pha với nhau một lượng

không đổi) gọi là hai nguồn kết hợp

- Nếu phương trình sóng tại S1 và S2

là: u = Acosωt

→ Phương trình mỗi sóng tại M do S1

và S2 gởi đến có biểu thức như thế

nào?

- Dao động tổng hợp tại M có biểu

thức?

- Hướng dẫn HS đưa tổng 2 cosin về

tích

2

2

A

T

- Dựa vào biểu thức, có nhận xét gì về

dao động tổng hợp tại M?

- Biên độ dao động tổng hợp a phụ

thuộc yếu tố nào?

- Những điểm dao động với biên độ

cực đại là những điểm nào?

- Hướng dẫn HS rút ra biểu thức cuối

cùng

- Y/c HS diễn đạt điều kiện những

điểm dao động với biên độ cực đại

- Những điểm đứng yên là những

điểm nào?

- Hướng dẫn HS rút ra biểu thức cuối

cùng

- Y/c HS diễn đạt điều kiện những

điểm đứng yên

- Quỹ tích những điểm dao động với

biên độ cực đại và những điểm đứng

1

d t

T

π

λ

2

d t

T

π

λ

u = u1 + u2

- HS làm theo hướng dẫn của

GV, để ý:

cos cos 2 cos cos

- HS nhận xét về dao động tại

M và biên độ của dao động tổng hợp

- Phụ thuộc (d2 – d1) hay là phụ thuộc vị trí của điểm M

cosπ(d2 d1) 1

λ

2 1

1

π λ

Hay

2 1 (d d ) k

π

π λ

→ d2 – d1 = kλ (k = 0, ±1,

cosπ(d2 d1) 0

λ

−

=

Hay

2 1

2

λ

−

1 2

d − =d k+ ÷λ

(k = 0, ±1, ±2…)

- Hai nguồn đồng bộ: phát sóng có cùng f và ϕ

- Hai nguồn kết hợp: phát sóng có cùng f và có hiệu

số pha không phụ thuộc thời gian

- Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp

- Xét điểm M trên mặt nước cách S1, S2 những khoảng d1, d2

+ δ = d2 – d1: hiệu đường đi của hai sóng

- Dao động từ S1 gởi đến M

1

d t

T

π

λ

- Dao động từ S2 gởi đến M

2

d t

T

π

λ

- Dao động tổng hợp tại M

u = u1 + u2 Hay:

cos ( 2 1 ) cos2 1 2

2

2

d d t d d

u A

T

Vậy:

- Dao động tại M vẫn là một dao động điều hoà với chu kì T

- Biên độ của dao động tại M:

cos ( 2 1 )

λ

−

=

2 Vị trí các cực đại và cực tiểu giao thoa

a Những điểm dao động với biên độ cực đại (cực

đại giao thoa)

d2 – d1 = kλ

Với k = 0, ±1, ±2…

b Những điểm đứng yên, hay là có dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa).

2 1

1 2

  Với (k = 0, ±1, ±2…)

c Với mỗi giá trị của k, quỹ tích của các điểm M được xác

d2

d

1

M

2 1

1 hoặc

2

d − =d kλ k+ ÷λ

- Là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2 định bởi:d2 – d1 = hằng số

Đĩ là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2

Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu về hiện tượng giao thoa

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

- Qua hiện tượng trên cho thấy, hai

sĩng khi gặp nhau tại M cĩ thể luơn

luơn hoặc tăng cường lẫn nhau, hoặc

triệt tiêu lẫn nhau tuỳ thuộc vào δ

hoặc ∆ϕ giữa hai sĩng tại M

- Hiện tượng đặc trưng nghĩa là sao?

- HS ghi nhận về hiệu số pha hiện tượng giao thoa

- Nghĩa là mọi quá trình sĩng đều cĩ thể gây là hiện tượng giao thoa và ngược lại quá trình vật lí nào gây được sự giao thoa cũng tất yếu là một quá trình sĩng

III Hiện tượng giao thoa

- Hiệu số pha giữa hai sĩng tại M

2 1

2 1

2 ( π d d) 2 πδ

ϕ ϕ ϕ

−

- Hiện tượng giao thoa: là hiện tượng khi hai sĩng kết hợp gặp nhau, cĩ những điểm chúng luơn luơn tăng cường nhau, cĩ những điểm chúng luơn luơn triệt tiêu nhau

- Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sĩng

- Các đường hypebol gọi là

vân giao thoa của sĩng mặt

nước

Hoạt động 5 (5 phút): Giao nhiệm vụ về nhà.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

IV RÚT KINH NGHIỆM

V.CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

1.Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động cĩ:

a.cùng tần số

b.cùng pha

c.cùng tần số, cùng pha hay độ lệch pha khơng đổi theo thời gian

d.cùng tần số, cùng pha và cùng biện dộ

2.Nguồn sĩng O cĩ phương trình dao động u a= cosωt Phương trình dao động tại M cách O một khoảng OM=d là:

2 M M cos( fd)

v

π ω

v

π ω

2 M M cos( fd)

v

π ω

v

π ω

3 Hiện tượng giao thoa là hiện tượng

a Giao của hai sĩng tại một điểm cảu mơi trường

b Tổng hợp 2 dao động

c Tạo thành các gợn lồi, lõm

d Hai sĩng gặp nhau cĩ những điểm chúng luơn tăng cường nhau, cĩ những điểm chúng luơn triệt tiêu nhau