Vật lí lớp 12 - Tiết 14: GIAO THOA SÓNG ppsx

Vật lí lớp 12 - Tiết 14: GIAO THOA SÓNG.
1. Mục tiêu:
a) Về 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.
b) Về kỹ năng:
- Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk
để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa.
c) Về thái độ:
- Có thái độ nghiêm túc học tập.

2. Chuẩn bị của GV và HS:
a) Chuẩn bị của GV:
- Thí nghiệm hình 8.1 Sgk.
b) Chuẩn bị của HS:
- Ôn lại phần tổng hợp dao động.

3. Tiến trình bài dạy:
* Ổn định lớp: (1 phút)
a) Kiểm tra bài cũ: (10 phút)
Câu hỏi:
- Cho biết các đại lượng đặc trưng của sóng?
- Viết phương trình sóng và giải thích các đại
lượng trong phương trình?
Đáp án:
- Định nghĩa, biểu thức: A, T, f, , W.
- Phương trình sóng: cos2
M

t x
u A
T


 
 
 
 

* Đặt vấn đề (1 phút).
- Nhiều sóng cùng loại đến gặp nhau có sảy
ra hiện tượng gì không?
- Bài này chỉ xét đến 2 sóng kết hợp.
b) Dạy nội dung bài mới:
Hoạt động 1 (8 phút): Tìm hiểu về sự giao thoa
của hai sóng mặt nước
Hoạt động của
GV
Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản
- 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
sát được từ thí
nghiệm.
I. Sự giao thoa
của hai sóng
mặt nước

- Gõ cho cần
rung nhẹ:
S
1

S
2




- 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 S
1
S
2
.
- Hai họ các
đường hypebol

+ Trên mặt
nước xuất hiện
những loạt gợn
sóng cố định có
hình các đường
hypebol, có
cùng tiêu điểm
S
1
và S
2
. Trong
đó:
* Có những
điểm đứng yên
hoàn toàn

không dao
động.
* Có những
S
1
S
này xen kẽ
nhau như hình
vẽ
Lưu ý: Họ các
đường hypebol
này đứng yên
tại chỗ.
điểm đứng yên
dao động rất
mạnh.
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu về cực đại và
cực tiểu giao thoa.
Hoạt động của GV

Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản
- Ta có nhận xét gì
về A, f và  của hai
sóng do hai nguồn
S
1
, S

2
phát ra?
 Hai nguồn phát
sóng có cùng A, f
- Vì S
1
, S
2
cùng
được gắn vào
cần rung 
cùng A, f và .
- HS ghi nhận
các khái niệm
II. Cực đại
và cực tiểu
giao thoa
1. Biểu thức
dao động tại
một điểm M
và  gọi là hai
nguồn đồng bộ.
- Nếu 2 nguồn phát
sóng có cùng f và
có hiệu số pha
không phụ thuộc
thời gian (lệch pha
với nhau một lượng
không đổi) gọi là
hai nguồn kết hợp.

2 nguồn kết
hợp, 2 nguồn
đồng bộ và
sóng kết hợp.










cos2
1
1
d
t
u A
T



 
 
 
 

và

trong vùng
giao thoa
- Hai nguồn
đồng bộ: phát
sóng có cùng
f và .
- 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
S
1

S
2

d
2

d
1
M

- Nếu phương trình
sóng tại S
1
và S
2
là:
u = Acost
 Phương trình
mỗi sóng tại M do
S
1
và S
2
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.
cos2 cos2
cos cos2
1 2

2 1 1 2
( )
2
2
d d
t t
u A A
T T
d d d d
t
A
T
 
 


 
   
   
   
   
 
 
 
 
 

- Dựa vào biểu
cos2
2

2
d
t
u A
T


 
 
 
 

u = u
1
+ u
2


- HS làm theo
hướng dẫn của
GV, để ý:
cos cos cos cos2
2 2
   
 
 
 

- HS nhận xét
về dao động tại
M và biên độ
của dao động
tổng hợp.
hợp phát ra
gọi là hai
sóng kết hợp.
- Xét điểm M
trên mặt nước
cách S
1
, S
2

những khoảng
d
1
, d
2
.
+  = d
2
– d
1
:
hiệu đường đi
của hai sóng.

- Dao động từ
S
1
gởi đến M
cos2
1
1
d
t
u A
T


 
 
 
 

- Dao động từ
S
2
gởi đến M
cos2
2
2
d
t
u A
T



 
 
 
 

thức, có nhận xét gì
về dao động tổng
hợp tại M?

- Biên độ dao động
tổng hợp a phụ
thuộc yếu tố nào?


- 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

- Phụ thuộc (d
2

– d
1
) hay là

phụ thuộc vị trí
của điểm M.


cos
2 1
( )
1
d d






cos
2 1
( )
1
d d



 

Hay
2 1
( )
d d
k







 d
2
– d
1
= k
(k = 0, 1,
2…)

cos
2 1
( )
0
d d





- Dao động
tổng hợp tại
M
u = u
1
+ u

2

Hay:
cos cos2
2 1 1 2
( )
2
2
d d d d
t
u A
T


 
 
 
 
 
 

Vậy:
- Dao động tại
M vẫn là một
dao động điều
hoà với chu kì
T.
- Biên độ của
dao động tại
M:

cos
2 1
( )
2
d d
a A





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
Hay
2 1

( )
2
d d
k





 


2 1
1
2
d d k

 
  
 
 

(k = 0, 1,
2…)

- Là một hệ
hypebol mà hai
tiêu điểm là S
1

và S
2
.
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).
d
2
– d
1
= k
Với k = 0, 1,
2…

b. Những
điểm đứng
yên, hay là có
dao động triệt
biên độ cực đại và
những điểm đứng
yên?
2 1
1
hoaëc

2
d d k k
 
 
  
 
 

tiêu (cực tiểu
giao thoa).
2 1
1
2
d d k

 
  
 
 

Với (k = 0, 1,
2…)




c. Với mỗi giá
trị của k, quỹ
tích của các
điểm M được

xác định bởi:
d
2
– d
1
= hằng
số
Đó là một hệ
hypebol mà
hai tiêu điểm
là S
1
và S
2
.
Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu về hiện tượng
giao thoa
Hoạt động của
GV
Hoạt động
của HS
Kiến thức cơ
bản
- 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  hoặc 
- HS ghi nhận
về hiệu số pha
hiện tượng
giao thoa.




III. Hiện tượng
giao thoa
- Hiệu số pha
giữa hai sóng
tại M
2 1
2 1
2 ( )
2
d d


  
 

    

- Hiện tượng
giao thoa: là
hiện tượng khi

giữa hai sóng tại
M.







- Hiện tượng đặc
trưng nghĩa là
sao?






- 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.

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.
c) Củng cố, luyện tập: (3 phút)
- Giao thoa là gì?
- Cho biết điều kiện để có cực đại, cực tiểu
giao thoa.
d) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: (2 phút)
- Ôn kiến thức theo câu hỏi 4-5 SGK.
- BTVN 8 SGK, 8.4-8.7 (Tr 12-13 SBT).
* RÚT KINH NGHIỆM