Chng 2 SNG C V S TRUYN SNG

Chương 2: • SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ • GIAO THOA SÓNG • SÓNG DỪNG • ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA M • ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA M

TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG-ĐÀ NẴNG TỔ VẬT LÍ Tiết 12 & 13: BÀI 7:

Bài 7: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ I. CƠ Đặt. SÓNG vấn đề: Khi ta ném một hòn đá xuống mặt hồ phẳng lặng, ta thấy những sóng nước hình tròn từ chỗ hòn đá rơi lan toả đi II. 1. Thí mọi nơi trên mặt nước. Nếu ta thảtương một nắp chaihiện xuống mặttrên v Người ta cũng làm thí nghiệm tự như tượng nghiệm: nước chỉ nhấp nhô theo sóng nước nhưng chỉ dao động a. Môthì tả: nó (Hình 7. 1 SGK) tại chỗ theo sóng nước chứ không bị đẩy ra xa. b. Hiện tượng: Ø Khi rung cần rung sao cho mũi nhọn chưa chạm mặt nước thì nút chai vẫn đứng yên. Ø Khi gõ nhẹ cần rung sao cho mũi nhọn chạm mặt nước tại O thì sau một khoảng thời gian ngắn ta thấy nút chai dao động c. Nhận xét: Dao động từ O đã truyền qua nước tới M. Như vậy đã có sóng trên mặt nước và O là một nguồn sóng.

Bài 7: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ 2. Định nghĩa “Sóng cơ là dao động lan truyền trong một môi trường vật chất theo thời gian” Ø phát ra nguồn đều là mặt những đường tròn Ø Các Quangợn sát sóng ảnh minh hoạtừem hãy O cho biết nước có dạng đồng tâm O hình gì? Ø Sóng Hãy sonước sánhtruyền tốc độtheo truyền cácsóng phương theokhác các phương nhau trênkhác mặtnhau nước trêncùng với mặt nước? tốc độ v. O

3. Sóng ngang ü Em có nhận xét gì về phương truyền sóng và trạng thái dao động của các phần tử tại mặt nước? Ø Các phần tử tại mặt nước dao động lên xuống theo phương thẳng đứng trong khi sóng truyền theo phương nằm ngang.

3. Sóng ngang v Bây giờ ta xét thí dụ với một ống lò xo dài, mềm. v Cho một đầu lò xo dao động theo phương vuông góc với trục của nó. Nghĩa là phương truyền dao động là phương của trục lò xo. Ø Quan ü Các vòng sát các lò hình xo dao minhđộng hoạ lên và cho biết xuống theo trạng phương thái dao vuông động góccủa với các vòng trục của lòlòxo. xo như thế nào?

3. Sóng ngang ü Từ ví dụ của sóng mặt nước và lò xo, em hãy cho biết điểm giống nhau về mối quan hệ giữa phương dao động và phương “Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường truyền dao động? dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng” Chú ý: Trừ trường hợp của sóng mặt nước, sóng ngang chỉ truyền trong môi trường chất rắn.

4. Sóng dọc a. Thí nghiệm minh hoạ: v Thí nghiệm với một ống lò xo dài, mềm được đặt trên mặt bàn nằm ngang không ma sát. v Một tay giữ cố định một đầu lò xo, một tay nén (hình a) hoặc giãn (hình b) nhanh đầu kia của lò xo rồi giữ yên. b. Nhận xét: Ø Khi đó biến ü Quan sátxuất hìnhhiện ảnh các minh hoạdạng và nén và giãn theogì thử đoán xemlan khitruyền đó hiệndọc tượng trục lò xo. xuất hiện? ü như thế nào so vớicân phương Ø Các Mỗi vònglò lòxo xodao chỉ động dao động quanh vị trí bằngtruyền theo dao động? phương song với trục của nó trong khi sóng tiếp tục truyền đến đầu kia của lò xo.

c. Định nghĩa: “Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng” Chú ý: + Sóng dọc truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí. + Sóng cơ không truyền được trong chân không.

II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA MỘT SÓNG HÌNH SIN 1. Sự truyền của một sóng hình sin. P t = 0 a) P a) Mô tả hiện tượng: Q Q ØMột sợi dây dài, mềm, căng ngang, t = T/4 b) một đầu được gắn vào tường tại điểm Q, một đầu gắn với cần rung tại P. P t = 2 T/4 c) Q ØKhi cho cần rung dao động thì đầu P Q d) dao động điều hoà theo phương thẳng P t = 3 T/4 đứng. Trên dây xuất hiện sóng cơ có P 1 dạng hình sin lan truyền về đầu Q như P t = T Q e) hình vẽ. λ Đỉnh sóng P t = 5 T/4 Q Hõm sóng f)

Hình ảnh minh hoạ

1. Sự truyền của một sóng hình sin b) Nhận xét: P t=T P 1 e) Q λ P? ü Em có nhận xét gì về dao động của P 1 so với Ø Hình e cho thấy sau thời gian T ( chu kì dao động của P) dao động của P đã truyền đến P 1 cách nhau một đoạn: PP 1 = λ = v. T Ø P 1 bắt đầu dao động giống hoàn toàn giống P. Dao động từ P 1 tiếp tục truyền xa hơn và dây có dạng đường sin với các đỉnh không cố định mà dịch chuyển theo phương truyền sóng với tốc độ v.

2. Các đặc trưng của một sóng hình sin a. độ nhớ sóng: độ Ađặc củatrưng sóngcủa là một biêndao độ động dao động ü Biên Em nào các“Biên đại lượng điều một phần tử của môi trường có sóng truyền qua” hoàcủa là gì? b. Chu kì (hoặc tần số) của sóng: “Là chu kì (hoặc tần số) dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua” c. Tốc độ truyền sóng v: “là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường” - Đối với một môi trường truyền sóng thì v có giá trị không đổi

2. Các đặc trưng của một sóng hình sin d) Bước sóng (λ): Là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì (hay bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha trên một phương truyền sóng hay là khoảng cách ngắn nhất giữa hai đỉnh sóng kế tiếp) l l e) Năng lượng sóng: “là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua. ” Chú ý: khi sóng truyền đi thì năng lượng sóng truyền đi

III. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG ØXét một sóng hình sin đang lan truyền theo trục x và được phát ra từ một nguồn O. ØChọn gốc toạ độ tại O và gốc thời gian sao cho phương trình sóng tại O là: uo= Acosωt (7. 2) với uo là li độ tại o vào u thời điểm t ü Sau khoảng thời gian Δt, Vsóng Ø Sau khoảng thời gian Δt, dao động từ O truyền đến M x động từ O truyền đến M cách O x M cách O một đoạn x là bao O một đoạn x = vΔt và làm nhiêu nếu tốc độ truyền sóng phần tử tại M. Phần tử tại M là v và khi đó M có dao động muộn hơn dao động hay không? Nếu có thì phần tại O một khoảng Δt nên dao tử tại M dao động nhanh động tại M giống với dao động hơn hay muộn hơn dao động tại O vào thời điểm t 1= t- Δt tại O? trước đó.

III. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG u ü Vậy phương ØPhương trình sóng tại M: tại M được viết như thế nào? O x M Vsóng x u. M = Acosωt 1= Acosω(t - Δt) (7. 3) ü Hãy viết công thức 2 л 2 л/ T/mối quan λ= v. T hệ vào giữa phương Tphương và ω, trình giữa ØNếu NếuthayΔt Δt==x/v x/v, ω , thể ω= =hiện Tvàvà λ= v. T vào λtrình (7. 3) và Tthì ? ta sẽ trình sóng tại sóng M như (7. 3) thìđược ta sẽphương được phương trình tạithế M: nào? (7. 4) Ø(7. 4) là phương trình của một sóng hình sin truyền theo trục x. Nó cho biết li độ u của phần tử có toạ độ x vào thời điểm t.

III. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG (7. 4) Nhận xét: v (7. 4) là một hàm tuần hoàn theo thời gian và không gian. Cứ sau mỗi chu kì T thì dao động tại một điểm trên trục x lặp lại như cũ và cứ cách nhau một bước sóng λ thì dao động tại các điểm trên trục x đồng pha nhau.

VẬN DỤNG, CỦNG CỐ Câu 1: sóng cơ là gì? Chọn câu đúng A. Là dao động lan truyền trong một môi trường A. Là B. Là dao động của một điểm trong một môi trường C. Là một dạng chuyển động đặc biệt của môi trường D. Là sự truyền chuyển động của các phần tử trong một môi trường

VẬN DỤNG, CỦNG CỐ Câu 2: chọn câu đúng A. Sóng dọc là sóng truyền dọc theo một sợi dây B. sóng dọc là sóng truyền theo phương thẳng đứng còn sóng ngang là sóng truyền theo phương nằm ngang C. sóng dọc là sóng trong đó có phương dao động của các phần tử môi trường trùng với phương truyền sóng D. sóng dọc là sóng truyền theo trục tung còn sóng ngang là sóng truyền theo trục hoành

VẬN DỤNG, CỦNG CỐ Câu 3: Các điểm nào sau đây là dao động cùng pha với E nhau? B A B và E B và C C và F A và và FF A C RAÁT GIOÛI F I

HƯỚNG DẪN TỰ HỌC Ở NHÀ Câu 1: Định nghĩa sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc và cho biết môi trường truyền sóng? Câu 2: Các đặc trưng của sóng cơ là gì? Định nghĩa bước sóng? Câu 3: Viết phương trình truyền sóng. Tại sao nói sóng vừa có tính tuần hoàn theo không gian vừa có tính tuần hoàn theo thời gian?