Trờng THPT Quan Hoá---Chuyên đề: Sóng cơ học---Phạm Thị PhợngGiao thoa sóng cơ học Phơng pháp: Xét xem hai nguồn có phải là hai nguồn kết hợp hay không?. 1, tính bớc sóng và vận tốc truy
Trang 1Trờng THPT Quan Hoá -Chuyên đề: Sóng cơ học -Phạm Thị Phợng
Giao thoa sóng cơ học
Phơng pháp:
Xét xem hai nguồn có phải là hai nguồn kết hợp hay không?
B1: Phơng trình sóng tại 2 nguồn : : u = asin(ωt)
B2: Phơng trình sóng do nguồn S1 truyền tới là: u1M = asinω(t – d1/v )
Phơng trình sóng do nguồn 2 truyền tới là: u2M = asinω(t – d2/v )
2 cos(
) 2
1 2 1
2
v
d d t v
d
= 2acos ( 2 1)cos( ( 1 2))
t d
Đặt : A = 2a|cos
(d 2 d1)
|
B3: Vị trí những vân giao thoa cực đại ứng với biên độ A = 2a =>| cos
(d 2 d1)
| = 1
d2 – d1 = k ( k = 0;1; -1; 2; -2….).)
Vị trí những vân cực tiểu( dao động triệt tiêu): A = 0 => =>| cos
(d 2 d1)
| = 0 =>d2 – d1 = (2k + 1)/2 ( k = 0;1; -1; 2; -2….).)
giữa hai nguồn, ta sử dụng các phơng trình sau:
d1 + d2 = d
d2 - d1 = k
Căn cứ vào dữ kện bài toán tìm k để biết số vân
Ví dụ 1: Một sợi dây thép nhỏ đợc uốn thành hình chữ U( hai nhánh của nó cách nhau 8cm) đợc gắn vào
rung với tần số f = 100Hz; biên độ dao động của S1;S2 là 0,4cm Khi đó trên mặt nớc trên vùng giữa S1;S2
đoạn ở hai đầu chỉ dài bằng một nửa các đoạn còn lại
1, tính bớc sóng và vận tốc truyền sóng trên mặt nớc
nhiêu gợn lồi trong vùng giữa S1 và S2?
Đáp số: 1 v = 3,2m/s
2 xM = -4 2cos200 ( t – 0,05)(mm)
3 k = 0 tức là chỉ quan sát đợc một gợn lồi ở đờng từ trờng của S1S2
Ngời quan sát thấy rằng các giao điểm của gợn lồi với đờng thẳng S1S2 chia đoan S1S2 làm 10 đoạn bằng nnhau
1 Tính bớc sóng và vận tốc truyền sóng trên mặt nớc, biết rằng tần số dao động của nguồn là 50Hz
O của S1S2
Đáp số: 1 v = 3,2m/s; = 1,2cm
2 OM = k( 7 , 2 1 , 44k)= 0; 2,94cm;4,49cm;5,88cm…
đứng, với các phơng trình lần lợt là: u1 = 0,2cos500 t và u2 = 0,2cos(500 t + ) cm
vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 0,5 m/s Coi biên độ sóng không đổi hãy:
a Tìm phơng trình sóng tại điểm M trên mặt chất lỏng cách các nguồn S1, S2 những khoảng là d1, d2
b Xác định số điểm có biên độ cực đại trên đoạn S1S2
Đáp số: k = -5; 4 : 10điểm
Ví dụ 4: Một mũi nhọn S của một âm thoa chạm vào mặt nớc yên lặng, trong một bể lớn Âm thoa dao động với tần số 440Hz
1 Gợn sóng do âm thoa tạo ra trên mặt nớc có hình gì? Khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp là 2mm Tính vận tốc truyền sóng?
2 Gắn vào một trong hai nhánh của âm thoa một mẩu dây thép nhỏ uốn thành hình chữ U có khối lợng không đáng kể Đặt âm thoa sao cho hai đâud A,B của nhánh hình chữ U chạm nhẹ vào mặt nớc rồi cho âm
1
Trang 2Trờng THPT Quan Hoá -Chuyên đề: Sóng cơ học -Phạm Thị Phợng
thoa dao động thì trên mặt nớc có hình gì? Cho biết AB = 4cm, hãy tính số gợn sóng quan sát đợc trên AB Coi biên độ dao động tại một điểm bất kì trên phơng truyền sóng băng biên độ dao động tại nguồn sóng
Trang thái dao động tại hai điểm đó và trạng thái dao động tại hai đầu A, B có gì dáng chú ý?
Đáp số: 1 là những đờng tròn đồng tâm; v = 0,88 m/s
2 Là những gợn sóng hình hypebol tiêu điểm tại A, B Có 39 gợn sóng
3 M1 không dao động M2 dao động ngợc pha A, B và có biên độ gấp đôi
cùng tần số 125 Hz, cùng biên độ a = 2 mm, cùng pha ban đầu bằng 0 Vận tốc truyền sóng bằng 30 cm/s Tính biên độ và pha ban đầu của điểm M cách A 2,45cm và cách B 2,61cm?
Đáp số: A= 2mm; φ = - 21,08
Ví dụ 6: Ngời ta tạo sóng kết hợp tại 2 điểm A, B trên mặt nớc A và B cách nhau 16 cm Tần số dao động tại A bằng 8 Hz; vận tốc truyền sóng là 12 cm/s Giữa A, B có số điểm dao động với biên độ cực đại là bao nhiêu?
Đáp số: 21 điểm
Ví dụ 7: Hai điểm A, B cách nhau 8m có 2 nguồn cùng phát sóng âm tần số 412,5 Hz Âm truyền trong không khí với vận tốc 330 m/s Giữa A , B ( không kể A, B ) số điểm có âm to cực đại làbao nhiêu?
Đáp số: 19 điểm
Ví dụ 8: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc 2 nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 13 Hz Tại điểm M cách A 19cm; cách B 21cm sóng có biên độ cực đại Giữa M và đờng trung trực của A, B không
có cực đại khác Vận tốc truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?
Đáp số: 26m/s
tốc truyền của sóng bằng 60 cm/s Viết Phơng trình sóng tại M cách S1 đoạn d1 = 5 cm và cách S2 đoạn d2 =
8 cm
Đáp số: uM = 0
Ví dụ 10: Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc 2 nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 16 Hz
đ-ờng trung trực của AB có 2 dãy các cực đại khác Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nớc?
Đáp số : 24 cm/s
2