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.. -Trả lời C1 : N
Trang 1 Giáo án Vật lí 12 cơ bản Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang 1
Bài 8 : GIAO THOA SÓNG Tiết 14-Tuần 7
Ngày 12/9/2010
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 2) Học sinh : Ôn lại phần tổng hợp hai dao động
III- TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1.Ổn định lớp.
Hoạt động 2.Kiểm tra bài cũ :
-Sóng cơ là gì ? Thế nào là sóng ngang ? Thế nào là sóng dọc ?
-Bước sóng là gì ? Viết phương trình sóng ?
-Sóng dao động truyền từ đầu O đến đầu M, các phần tử tại M dao động theo phương trình uM = 2 cos( 2 π − t π )cm Hãy xác định chu kì dao động, bước sóng ?
Đáp án: Từ phương trình: cos( 2 2 . )
λ
π
t T A
Ta có: 2 π = 2 π
T =>T= 1s và π
λ π =
2
suy ra: λ = 2 cm
Hoạt động 3: Tìm hiểu HIỆN
TƯỢNG GIAO THOA CỦA
2 SÓNG NƯỚC
GV treo Hình 8-1 SGK (vẽ sẳn)
và diễn giảng TN giao thoa
sóng nước
-Yêu cầu hs trả lời C1?
-GV giải thích hiện tượng giao
thoa sóng nước
Hoạt động 4: Tìm hiểu CỰC
ĐẠI VÀ CỰC TIỂU
-GV: hướng dẫn HS thành lập
biểu thức sóng dao động tại 2
nguồn S1 và S2 ?
-Thông báo: Gọi d1 = S1M và
d2 = S2M là đường đi của sóng
truyền từ S1 ,S2 đến M nên dao
động tại M trễ pha hơn (t d1)
v
−
và (t d2)
v
−
- Biểu thức sóng dao động tại
điểm M do sóng từ S1 và S2
truyền đến ?
-Biểu thức sóng dao động tổng
hợp tại M ?
Áp dụng :
Sina +sinb =
a b + a b −
cosa +cosb =
a b + a b −
-Quan sát hỉnh vẽ 8-1 sgk và nghe gv diễn giảng về giao thoa sóng nước
-Trả lời C1 : Những hypebol liền nét biểu diễn những chổ gặp nhau của hai sóng tăng cường lẫn nhau, những đường hypebol nét đứt biểu diễn những chổ găp nhau của hai sóng triệt tiêu lẫn nhau
-Hs lắng nghe và ghi nhận vào tập
-Phương trình sóng từ S1 đến M :
1
2
M
λ
Phương trình sóng từ S2 đến M :
2
2
M
λ
- Sóng tổng hợp tại M :
A
= + =
2
A
T
-Biên độ dao động là :
I-HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA 2 SÓNG NƯỚC
1)Thí nghiệm :
Gõ nhẹ cần rung cho dao động , trên mặt nước có những gợn sóng ổn định hình các đường hypebol có tiêu điểm
S1S2
2) Giải thích :
-Những đường cong dao động với biên độ cực đại ( Do
2 sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau) -Những đường cong dao động với biên độ cực tiểu đứng yên ( Do 2sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau)
-Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa
II- CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU 1-Dao động của một điểm trong vùng giao thoa :
-Cho 2 nguồn S1 và S2 có cùng tần số f , cùng pha : Phương trình dao động tại 2 nguồn là:
2
T
π ω
-Xét điểm M cách S1và S2 một đoạn:d1 = S1M và d2 =
S2M Coi biên độ bằng nhau và không đổi trong quá trình truyền sóng
-Phương trình sóng từ S1 đến M :
1
2
M
λ
-Phương trình sóng từ S2 đến M :
2
2
M
λ
-Sóng tổng hợp tại M : uM = u1M + u2M
S 1
1
S 2
2
S 1
S
2
M d
1
d
2
Trang 2 Giáo án Vật lí 12 cơ bản Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang 2
-Biểu thức biên độ dao động
tổng hợp?
-M dao động với biên độ cực
đại khi nào ?
(Hai dao động cùng pha
2k
∆ = =2 π d
λ suy ra :d2− = d1 k λ)
d2 –d1 : gọi là hiệu đường đi
-M dao động với biên độ cực
tiểu khi nào ?
(Hai dao động ngược pha
∆ = + =2 π d
λ Suy ra : 2 1 ( 2 1 )
2
d − = d k + λ
-Trình bày ĐK để có giao thoa?
2 cos
M
d d
λ
−
=
- M dao động với Amax khi :
λ
λ
− = ±
k
λ
− =
=>d2− = d1 k λ Hiệu đường đi =
một số nguyên lần bước sóng
Những sóng khi gặp nhau chúng cùng pha và luôn tăng cường cho nhau, gọi
là vân giao thoa cực đại -Những điểm dao thoa cực tiểu là những điểm đứng yên với AM = 0 khi
λ
− =
Hay : ( 2 1)
2
k
λ
Suy ra : 2 1 1
2
d − = d k + ÷ λ
=>Hiệu đường đi = một số nửa nguyên lần bước sóng
Những sóng khi gặp nhau chúng ngược pha và luôn triệt tiêu cho nhau, gọi là vân giao thoa cực tiểu
-Đk : Dao động cùng phương , cùng
tần số
Có hiệu số pha không đổi theo thời gian
2
M
T
-Biên độ dao động là :
( 2 1)
2 cos
M
d d
λ
−
=
2) Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa a) Vị trí các cực đại giao thoa :
M dao động với Amax khi : ( 2 1)
λ
Suy ra: ( 2 1)
λ
− = ±
Hay : ( d2 d1)
k
λ
− =
Suy ra : d2− = d1 k λ (*) với (k o = ± ± ; 1; 2 )
-Hiệu đường đi = một số nguyên lần bước sóng
-Những sóng khi gặp nhau chúng cùng pha và tăng cường cho nhau, gọi là vân giao thoa cực đại
b) Ví trí các cực tiểu giao thoa :
Những điểm dao thoa cực tiểu là những điểm đứng yên với AM = 0 khi : ( 2 1)
λ
− =
Hay : ( 2 1)
2
k
λ
Suy ra: 2 1 1
2
d − = d k + ÷ λ
với ( k = ± ± 0; 1; 2 )
-Hiệu đường đi = một số nửa nguyên lần bước sóng
-Những sóng khi gặp nhau chúng ngược pha và luôn triệt tiêu cho nhau, gọi là vân giao thoa cực tiểu
III- ĐIỀU KIỆN GIAO THOA – SÓNG KẾT HỢP
Để có vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai
nguồn sóng phải:
a) Dao động cùng phương , cùng tần số
b) Có hiệu số pha không đổi theo thời gian
Hoạt động 5 : Củng cố-dặn dò.
Yêu cầu hs nhắc lại:
-Công thức xác định vị trí các cực đại vá các cực tiểu giao thoa ? Điều
kiện để có giao thoa ?
-Về nhà học bài và làm bài tập 7, 8 trang 45
-HS nhắc lại biểu thức xác định vị trí cực đại và cực tiểu trong giao thoa
-Nhận nhiệm vụ về nhà thực hiện