Bài Giao thoa sóng

Tiết 26. Bài 16 Vật lí 12NC
GIÁO VIÊN THỰC HIỆN
TRẦN VIẾT THẮNG
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN
THÁI NGUYÊN
S
1
S
2

I. Mục tiêu:
* Kiến thức: Áp dụng phương trình sóng và kết quả của
việc tìm sóng tổng hợp của hai sóng ngang cùng tần số để
dự đoán thành sự tạo thành vân giao thoa
- Bố trí được thí nghiệm thí nghiệm kiểm tra với sóng nước
- Xác định được điều kiện để có vân giao thoa.
* Ki năng: Thiết lập công thức, sử dụng đồ thị
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
S
1
S
2

S
1
S
2
M
d
1

d
2

S
2

S
1
P
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
Xét đi?m M trên m?t ný?c
Gi¶ sö c¸c nguån S
1
S
2
dao
®éng theo các ph ¬ng tr×nh:
u
1
= u
2
= Acosωt = Acos
t
T
2π
Sóng từ S
1
; S
2
⇒ M có PT

u
1M
= Acos
)
d
T
t
(2
1
λ
π
u
2M
= Acos
)
d
T
t
(2
2
λ
π
u
M
= u
1M
+ u
2M

1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước

a. Dự đoán hiện tượng.

S
1
S
2
M
d
1
d
2
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
Xét đi?m M trên m?t ný?c
u
M
= u
1M
+ u
2M

)
d
-
T
t
(2cosAu
1
M1
λ
π=

)
d
-
T
t
(2cosAu
2
M2
λ
π=
)
2
dd
-ft(2cosA)
2
dd
-ft(2cos
)d-d(
cosA2u
21
M
2112
M
λ
π
λ
π
λ
π +
=

+
=
2
cosA2
)d-d(
cosA2A
12
M
ϕ∆
λ
π
==
λ
π
ϕ∆
)d-d(2
12
=
Với
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
a. Dự đoán hiện tượng.

S
1
S
2
M
d
1
d

2
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
a. Dự đoán hiện tượng.
Xét đi?m M trên m?t ný?c
u
M
= u
1M
+ u
2M

)
d
-
T
t
(2cosAu
1
M1
λ
π=
)
d
-
T
t
(2cosAu
2
M2

λ
π=
λ
π
ϕ∆
)d-d(2
12
=
∆ϕ là độ lệch pha của u
1M
và u
2M
2
cosA2A
M
ϕ∆
=
2 2
1 2 1 1
A A 2A A cos+ + ∆ϕ
Biên độ dao động tổng hợp tại M:
A
2
M
= 2A
2
(1+ cos∆ϕ)
A
2
M

= A
2
1
+ A
2
2
+ 2A
1
A
2
cos∆ϕ

S
1
S
2
M
d
1
d
2
Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
a. Dự đoán hiện tượng.
Xét đi?m M trên m?t ný?c
λ
π
ϕ∆
)d-d(2
12

=
2
cosA2A
M
ϕ∆
=
2 2
1 2 1 1
A A 2A A cos+ + ∆ϕ
Biên độ dao động tổng hợp tại M:
* M dao động với biên độ cực đại khi:
cos∆ϕ = 1 hay d
1
- d
2
= kλ .
* M dao động với biên độ cực tiểu khi:
cos∆ϕ = -1 hay d
1
- d
2
= (k+ ½)λ
Trong đó k = 0, ±1, ±2 ,

Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
a. Dự đoán hiện tượng.
* M dao động với biên độ cực đại khi:
cos∆ϕ = 1 hay d
1

- d
2
= kλ .
* M dao động với biên độ cực tiểu khi:
cos∆ϕ = -1 hay d
1
- d
2
= (k+ ½)λ
Trong đó k = 0, ±1, ±2 ,
d = d
1
– d
2
gọi là hiệu
đường đi của hai sóng
M
d
1
d
2
S
1
S
2

* Những đường cong
dao động với biên
độ cực đại ( 2 sóng
gặp nhau tăn cường

lẫn nhau)
* Những đường cong
dao động với biên độ
cực tiểu đứng yên ( 2
sóng gặp nhau triệt
tiêu lẫn nhau)
* Các gợn sóng có
hình các đường
hypebol gọi là các
vân giao thoa.
S
1
S
2
C1: Những điểm nào biểu diễn chỗ
hai sóng gặp nhau triệt tiêu nhau?
Tăng cường lẫn nhau?
Tăng cường
Triệt tiêu
Vân giao thoa
Giải thích

3
32 1
2
1
1
4
32
4

3 2
1
0
Vị trí cực đại
Vị trí cực tiểu
S
1
S
2

Hình ảnh vân giao thoa sóng nước

Hình ảnh giao thoa sóng nước

Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
S
1
S
2

S
2

S
1
P
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
b. Thí nghiệm kiểm tra.

Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.

1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
b. Thí nghiệm kiểm tra.
Bộ thí nghiệm về sóng trên
mặt nước
Bộ thí nghiệm gồm có:
- Giá thí nghiệm
- Gương phẳng
- Bộ rung
- Cần tạo sóng
- Thanh chắn sóng
- Nguồn sáng
- Biến thế nguồn
- Dây nối

Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.

S
2

S
1
P
1. Sự giao thoa của hai sóng mặt nước
b. Thí nghiệm kiểm tra.
Tiến hành: Cho cần rung
dao động
Dụng cụ: Cần rung có
gắn hai mũi nhọn S
1
,

S
2
cách nhau vài cm,
chậu nước
Kết quả: trên mặt nước có
những gợn sóng ổn định
hình các đường hypebol có
tiêu điểm S1, S2

Hình ảnh giao thoa sóng nước


1.Sự giao thoa của hai sóng mặt n ớc
a. Dự đoán hiện t ợng
b. Thí nghiệm kiểm tra
* Hai nguồn dao động có cùng tần số và có độ lệch pha
không đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp.
Hai sóng do hai nguồn kết hợp tạo ra gọi là hai sóng
kết hợp.
Kết luận:
Hiện t ợng hai sóng kết hợp , khi gặp nhau tại những
điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng c ờng nhau, hoặc
làm yếu nhau đ ợc gọi là sự giao thoa sóng.
Bi 16: . GIAO THOA SểNG.

1. Sự giao thoa của hai sóng mặt n ớc
a) Dự đoán hiện t ợng
b) Thí nghiệm kiểm tra
Kết luận: Hiện t ợng hai sóng kết hợp , khi gặp nhau tại
những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng c ờng nhau,

hoặc làm yếu nhau đ ợc gọi là sự giao thoa sóng.
2. Điều kiện để có hiện t ợng giao thoa
-Các đ ờng cong cố định trên mặt n ớc nối các điểm có biên
độ dao động cực đại hoặc cực tiểu gọi là vân giao thoa
Bi 16: . GIAO THOA SểNG.

1. Sự giao thoa của hai sóng mặt n ớc
Kết luận: Hiện t ợng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau
tại những điểm xác định, luôn luôn hoặc tăng c ờng nhau,
hoặc làm yếu nhau đ ợc gọi là sự giao thoa sóng.
2. Điều kiện để có hiện t ợng giao thoa Là
hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động có cùng
tần số, cùng ph ơng dao động và có độ lệch pha không đổi
theo thời gian.
3. ứng dụng: Giải thích các quá trình sóng, ở đâu có
giao thoa ta nói ở đó có quá trình sóng.
Bi 16: . GIAO THOA SểNG.

Bi 16: . GIAO THOA SểNG.
4.Sự nhiễu xạ:
M
Súng khụng
nhiu x
O
Súng
nhiu x
Hiện t ợng sóng khi gặp vật cản thì đi lệch khỏi ph ơng
truyền thẳng của sóng và đi vòng qua vật cản gọi là sự
nhiễu xạ của sóng.
4.Sự nhiễu xạ:

Bài 16: . GIAO THOA SÓNG.
4.Sù nhiÔu x¹:
Nguồn
sóng
Sóng nhiễu xạ qua khe hẹp
O
Sóng
nhiễu xạ
Phương truyền sóng

1.Sự giao thoa của hai sóng mặt n ớc
2.Điều kiện để có hiện t ợng giao thoa
3. ứng dụng: Giải thích các quá trình sóng, ở đâu có
giao thoa ta nói ở đó có quá trình sóng.
4.Sự nhiễu xạ: Hiện t ợng sóng khi gặp vật cản thì đi
lệch khỏi ph ơng truyền thẳng của sóng và đi vòng qua
vật cản gọi là sự nhiễu xạ của sóng.
Bi 16: . GIAO THOA SểNG.

2 2
1 2
( )
2 cos
cos 2
2
M
d d
u A
d dt

T
π
λ
π
λ
−
=
+
 
−
 ÷
 
I.HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA SÓNG MẶT NƯỚC
II. CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU
1.Dao động của điểm trong vùng giao thoa
2 1
d d k
λ
− =
2. Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa
a. Cực đại
2 1
1
2
d d k
λ
 
− = +
 ÷
 

b. Cực tiểu
III. ĐIỀU KIỆN GIAO THOA.
Hai sóng kết hợp và cùng phương
1. Thí nghiệm
2. Giải thích



1.Hai nguồn kết hợp là hai nguồn dao động có:
A. cùng tần số.
B. cùng pha.
C. cùng tần số, cùng pha hay độ lệch pha không
đổi theo thời gian.
D. cùng tần số, cùng pha và cùng biện dộ.
2. Hiện tượng giao thoa là hiện tượng
A. Giao của hai sóng tại một điểm của môi trường
B. Tổng hợp 2 dao động
C. Tạo thành các gợn lồi, lõm
D. Hai sóng gặp nhau có những điểm chúng luôn
tăng cường nhau, có những điểm chúng luôn
triệt tiêu nhau
Củng cố.

Củng cố.
Bài tập : Mũi nhọn S
1
dao động điều hòa với tần số f = 40Hz, biên độ a
= 2cm, chạm thẳng đứng vào mặt nước yên lặng tạo ra sóng trên mặt
nước. Khoảng cách giữa hai gợn sóng (hai gợn lồi) liên tiếp là 20cm.
Xem biên độ sóng không đổi trên mặt nước.

1.Tìm bước sóng, vận tốc truyền sóng, viết phương trình dao động của
S
1
. Chọn t = 0 khi S
1
qua vị trí cân bằng theo chiều dương.
2. Viết phương trình dao động tại M nằm trên mặt thoáng cách S
1
một
đoạn d = 25cm. Dao động của M lệch pha như thế nào so với nguồn S
1
.
3. Mũi nhọn S
2
dao động điều hòa giống hệt S
1
và chạm vào mặt nước
tại S
2
cách S
1
một đoạn 12cm.
a. Mô tả hình ảnh quan sát được trên mặt nước.
b. Tính số gợn cực đại (gợn lồi) và số gợn cực tiểu ( gợn lõm) có
trong khoảng S
1
và S
2
.