GIAO THOA SONG

Mục tiờu: 1.Kiến thức - Áp dụng phơng trình sóng và kết quả của việc tìm sóng tổng hợp của hai sóng ngang cùng tần số để dự đoán sự tạo thành vân giao thoa.. Kỹ năng - Xác định đợc vị

Ngày soạn: 25/09/2008 Chương III : SểNG CƠ

Tuần dạy: 09 Bài 16: GIAO THOA SểNG

Tiết dạy : 25

I Mục tiờu:

1.Kiến thức

- Áp dụng phơng trình sóng và kết quả của việc tìm sóng tổng hợp của hai sóng ngang cùng tần số để dự

đoán sự tạo thành vân giao thoa

- Bố trí đợc thí nghiệm kiểm tra với sóng nớc

- Xác định điều kiện có vân giao thoa

- Mô tả đợc hiện tợng xảy ra nh thế nào

2 Kỹ năng

- Xác định đợc vị trí của các vân giao thoa

- Áp dụng giải thích hiện tợng giao thoa và giải một số bài tập liên quan

-Giải thớch được hiện tượng vật lớ

II.Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

- Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nớc đơn giản cho các nhóm học sinh

- Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nớc với nguồn có tần số thay đổi

- Thiết bị tạo nhiễu xạ sóng nớc

- Những điều cần lu ý trong SGV

2.Học sinh:

ễn tập kiến thức về phương trỡnh súng

III Tiến trỡnh hoạt động dạy học cụ thể:

1 Ổn định lớp : Kiểm tra sỉ số.

2.Kiểm tra bài cũ:

Học sinh trả lời cỏc cõu hỏi sau đõy:

1 Điều kiện có giao thoa sóng là gì?

A Có hai sóng chuyển động ngợc chiều giao nhau

B Có hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi

C Có hai sóng cùng bớc sóng giao nhau

D Có hai sóng cùng biên độ, cùng tốc độ giao nhau

2 Thế nào là 2 sóng kết hợp?

A Hai sóng chuyển động cùng chiều và cùng tốc độ B Hai sóng luôn đi kèm với nhau

C Hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian

D Hai sóng có cùng bớc sóng và có độ lệch pha biến thiên tuần hoàn

3 Có hiện tợng gì xảy ra khi một sóng mặt nớc gặp một khe chắn hẹp có kích thớc nhỏ hơn bớc sóng?

A Sóng vẫn tiếp tục truyền thẳng qua khe B Sóng gặp khe phản xạ trở lại

C Sóng truyền qua khe giống nh một tâm phát sóng mới D Sóng gặp khe rồi dừng lại

4 Trong hiện tợng giao thoa sóng trên mặt nớc, khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp nằm trên đờng nối hai

tâm sóng bằng bao nhiêu?

A bằng hai lần bớc sóng B bằng một bớc sóng

C bằng một nửa bớc sóng D bằng một phần t bớc sóng

5 Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nớc, ngời ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz và đo

đợc khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đờng nối hai tâm dao động là 2mm Bớc sóng của sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?

A λ = 1mm B λ = 2mm C λ = 4mm D λ = 8mm

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

I.Sự giao thoa của hai sóng mặt

nước

-Mô tả thí nghiệm và làm thí nghiệm

hình 8.1

2.Biểu thức dao động tại một điểm

M trong vùng giao thoa

-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

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

I.Sự giao thoa của hai sóng mặt nước

-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

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

-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

1

d t

T

π

λ

  và

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

I.Sự giao thoa của hai sóng mặt nước

1.Dự đoán hiện tượng.

-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

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

-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

u A

T

Vậy:

-Dao động tại M vẫn là một

S1 S

2

d2

d1

M

cos2 cos2

2

2

A

T

3.Vị trí các cực đại và cực tiểu giao

thoa

- Dựa vào biểu thức, cĩ 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

yên?

2 1

1 hoặc

2

d − =d kλ k+ ÷λ

III.Hiện tượng giao thoa

Đọc sách giáo khoa tìm hiểu về hiện

tượng giao thoa

-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 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

*Điều kiện để cĩ hiện tượng giao

thoa:

3.Vị trí các cực đại và cực tiểu giao thoa

Cho học sinh tìm hiểu

cos ( 2 1)

1

π λ

→ cos

2 1

1

d d

π λ

− = ±

Hay

2 1

(d d ) k

λ

→ d2 – d1 = kλ (k = 0, ±1, ±2…)

cosπ(d2 d1) 0

λ

Hay

2 1

2

d d

k

λ

1 2

d − =d k+ ÷λ

(k = 0, ±1, ±2…)

- Là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2

III.Hiện tượng giao thoa

-Cho học sinh đọc sách giáo khoa tìm hiểu về hiện tượng giao thoa

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

+Thế nào là 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

*Điều kiện để cĩ hiện tượng giao thoa:

dao động điều hồ với chu kì T

-Biên độ của dao động tại M:

cos ( 2 1 )

λ

−

=

3.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 cĩ dao động triệt tiêu (cực

tiểu giao thoa)

1 2

d − =d k+ ÷λ

 

Với (k = 0, ±1, ±2…)

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

d2 – d1 = hằng số

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

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

λ λ

−

- 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

*Điều kiện để cĩ hiện tượng giao thoa:

Hai sĩng phải xuất phát từ hai

Đại diện nhóm trả lời câu hỏi: Hai

sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao

động có cùng tần số, cùng phương dao

động và có độ lệch pha không thay đổi

theo thời gian

Cho học sinh thảo luận nhóm tìm hiểu về điều kiện để có hiện tượng giao thoa

+Điều kiện để có hiện tượng giao thoa là gì?

nguồn dao động có cùng tần

số, cùng phương dao động và

có độ lệch pha không thay đổi theo thời gian

4.Cũng cố dặn dò hướng dẫn về nhà:

-Nhắc lại các nội dung chính của bài

+Làm các bài tập trong sách giáo khoa

+Tiếp nhận nhiệm vụ học tập

-Cho học sinh nhắc lại các nội dung chính của bài

-Nhận xét câu trả lời của học sinh

+Làm các bài tập trong sách giáo khoa và các bài tập tương tự

+Cho học sinh đọc bài trước trong sách giáo khoa:sãng âm và nguồn

âm nhạc +Ôn lại các kiến thức sóng