Mời quý thầy cô và các bạn tham khảo Giáo án Vật lý 12 bài 8: Giao thoa sóng để nâng cao kĩ năng và kiến thức soạn giáo án theo chuẩn kiến thức, kỹ năng trong chương trình dạy học. Giáo án Vật lý 12 bài 8: Giao thoa sóng được soạn với hình thức 3 cột phù hợp quy định bộ GD và nội dung súc tích giúp học sinh dễ dàng hiểu bài học hơn.
Trang 1Bài 8:
GIAO THOA SÓNG
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
- 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: tích cực trong học tập.
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: Kiểm tra bài cũ:
- Sóng cơ là gì? Thế nào là sóng ngang? Thế nào là sóng dọc?
- Bước sóng là gi? Viết phương trình sóng?
Hoạt động 2: Tìm hiểu về sự giao thoa của hai sóng mặt nước
- 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
I Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
- Gõ cho cần rung nhẹ: + Trên mặt nước xuất
Trang 2sát 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
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: Tìm hiểu về cực đại và cực tiểu 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
- 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
- Hai nguồn đồng bộ: phát sóng có cùng f và
S
2
Trang 3thuộc 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?
1
d t
u A
T
π
λ
2
d t
u A
T
π
λ
u = u1 + u2
- HS làm theo hướng dẫn của GV, để ý:
cos cos 2 cos cos
α β α β
- HS nhận xét về dao động tại M và biên độ của
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
u A
T
π
λ
- Dao động từ S2 gởi đến M
2
d t
u A
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:
d2
d1
M
Trang 4- 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
dao động tổng hợp
- Phụ thuộc (d2 – d1) hay
là phụ thuộc vị trí của điểm M
cos ( 2 1 )
1
d d
π λ
−
=
→cos
2 1
1
π λ
Hay
2 1
(d d)
k
λ
−
=
→ d2 – d1 = kλ (k = 0, ±1,
±2…)
cos ( 2 1 )
0
d d
π λ
−
=
Hay
2 1
2
k
λ
−
1 2
d − =d k+ ÷λ
(k = 0, ±1, ±2…)
- Là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2
- Dao động tại M vẫn là một dao động điều hồ 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 cĩ dao động triệt tiêu (cực tiểu giao
thoa)
2 1
1 2
d − =d k+ ÷λ
Với (k = 0, ±1, ±2…)
c Với mỗi giá trị của k, quỹ tích của các điểm M
Trang 5được xác định bởi:
d2 – d1 = hằng số
Đó là một hệ hypebol
mà hai tiêu điểm là S1
và S2
Hoạt động 4: Tìm hiểu về hiện tượng giao thoa
- Qua hiện tượng trên cho thấy,
hai sóng khi gặp nhau tại M có
thể luôn luôn hoặc tăng cường
lẫn nhau, hoặc triệt tiêu lẫn nhau
tuỳ thuộc vào δ hoặc ∆ϕ giữa
hai sóng 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 sóng đều có 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 sóng
III Hiện tượng giao thoa
- Hiệu số pha giữa hai sóng tại M
2 1
2 1
2 ( π d d) 2 πδ
ϕ ϕ ϕ
−
- Hiện tượng giao thoa:
là hiện tượng khi hai sóng kết hợp gặp nhau,
có những điểm chúng luôn luôn tăng cường nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu nhau
- Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng
- Các đường hypebol gọi
là vân giao thoa của
sóng mặt nước
Trang 6Hoạt động 5: Giao nhiệm vụ về nhà.
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi chuẩn bị cho bài sau