Giáo án Vật lý 12 bài 8: Giao thoa sóng

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.. Thí nghiệm Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng giống hệt nhau S1, S2 lan t

BÀI 8 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 =

5cos10t (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

Giới thiệu hình 8.3

Quan sát thí nghiệm

và rút ra nhận xét

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

Yêu cầu học sinh cho

biết thế nào là sự giao

thoa của hai sóng

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

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,

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

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:

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

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

Xem hình 8.3 mô tả hình dạng của các vân giao thoa cực tiểu

d2 – d1 = k; 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 .

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

+ Tại M sẽ có cực tiểu (đứng yên) khi:

d2 – d1 = (2k + 1)

2



= (k + 1

2); 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.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

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