Giáo án Vật lý 12 - GIAO THOA SÓNG docx

GIAO THOA SÓNG

I / MỤC TIÊU :
 Áp dụng phương 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 được thí nghiệm kiểm tra với sóng nước.
 Xác định điều kiện để có vân giao thoa.
II / CHUẨN BỊ :
 Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nước đơn giản cho các nhóm HS.
 Thiết bị tạo vân giao thoa sóng nước với nguồn dao động có tần số
thay đổi được, dùng cho GV.
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY  HỌC :

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : u
1
= Asint = Asin
T

2
t
HS : u
1
= Asint = Asin
T

2
t

GV : Phương trình sóng tại nguồn S
1

?

GV : Phương trình sóng tại nguồn S
2

HS : u
1M
= A sin 2 








1
d
T
t

HS : u
2M
= A sin 2 









2
d
T
t

HS :  =


2
( d
1
 d
2
)

HS : d
1
 d
2
= k . 

HS : d
1
 d
2

=







2
1
k 
Hoạt động 2 :
HS : Quan sát và mô tả.
HS : Điều kiện cần và đủ để hai sóng
giao thoa được với nhau tại một điểm
là hai sóng đó phải là hai sóng kết
hợp, tức được tạo ra từ hai nguồn dao
động có cùng tần số, cùng phương và
có độ lệch pha không đổi theo thời
gian.

?

GV : Phương trình sóng tại M do
sóng từ nguồn S
1
truyền tới ?

GV : Phương trình sóng tại M do
sóng từ nguồn S

2
truyền tới ?
GV : Độ lệch pha của dao động tổng
hợp tại M ?
GV : Hiệu số đường đi của những
điểm dao động tổng hợp có biên độ
cực đại ?
GV : Hiệu số đường đi của những
điểm dao động tổng hợp có biên độ
cực tiểu ?


GV : Mô tả thí nghiệm hình 24.3

GV : Nêu điều kiện để có hiện tượng
giao thoa ?
GV : Hai nguồn kết hợp là gì ?

GV : Hai sóng kết hợp là gì ?

IV / NỘI DUNG :
1. Sự giao nhau của hai sóng
Xét trường hợp 2 nguồn dao động S
1
và S
2
có cùng tần số, cùng pha.
Xét điểm M trên mặt nước cách S
1
một đoạn S

1
M = d
1
và cách S
2
một đoạn
S
2
M = d
2

 Các nguồn S
1
và S
2
dao động theo phương trình : u
1
= u
2
= Asint =
Asin
T

2
t
 Sóng tại M do u
1
truyền tới :
u
1M

= A sin 2 








1
d
T
t

 Sóng tại M do u
2
truyền tới :
u
2M
= A sin 2 








2
d

T
t

 Dao động tại M là tổng hợp của 2 dao động u
1M
và u
2M

u
2M
= u
1M
+ u
2M

 Biên độ dao động tại M phụ thuộc vào biên độ u
1M
, u
2M
và pha ban
đầu hay độ lệch pha giữa u
1M
và u
2M

  = 
1
- 
2
= 2









21
dd
=


2
( d
1
 d
2
)
 Nếu u
1M
và u
2M
cùng pha :  = 2k thì biên độ dao động tại M đạt
cực đại.
 (d
1
– d
2
) = k

 Nếu u
1M
và u
2M
ngược pha :  = (2k + 1)  biên độ dao động tại M
đạt cực tiểu.
 (d
1
– d
2
) = d
1
 d
2
=







2
1
k 
 Quỹ tích những điểm dao động với biên độ cực đại là 1 hyperbol. Xen
kẽ với chúng là quỹ tích của những điểm dao động với biên độ cực
tiểu cũng là 1 hyperbol.
Các đường hyperbol tạo thành khi có sự giao thoa của hai sóng như
trên gọi là vân giao thoa.

2. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa
a. Nguồn kết hợp :
Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng
phương và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
b. Sóng kết hợp :
Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo thành gọi là hai sóng kết hợp.
c. Điều kiện để có hiện tượng giao thoa sóng :
Điều kiện cần và đủ để hai sóng giao thoa được với nhau tại một điểm
là hai sóng đó phải là hai sóng kết hợp, tức được tạo ra từ hai nguồn dao
động có cùng tần số, cùng phương và có độ lệch pha không đổi theo thời
gian.
3. Định nghĩa hiện tượng giao thoa sóng :
Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng hai sóng kết hợp khi gặp
nhau tại một điểm có thể tăng cường nhau hoặc triệt tiêu nhau.