sóng cơ o

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


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
ĐặtSÓNG
vấn đề:
Khi ta ném một hòn đá xuống mặt hồ phẳng lặng,
ta
những sóng nước hình tròn từ chỗ hòn đá rơi lan toả đi
1. thấy
Thí nghiệm:
mọi
nơi trên
mặt nước.
ta thảtương
một nắp

chaihiện
xuống
mặttrên
 Người
ta cũng
làm thíNếu
nghiệm
tự như
tượng
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:
 Khi rung cần rung sao cho mũi nhọn chưa chạm mặt nước
thì nút chai vẫn đứng yên .
 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”

phát ra
từem
nguồn
đều
là mặt
những
đường
tròn
 Các
Quangợn
sát sóng
ảnh minh
hoạ
hãy O
cho
biết
nước
có dạng
đồng
tâm O
hình gì?
 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
 Em có nhận xét gì về
phương truyền sóng và
trạng thái dao động của các
phần tử tại mặt nước?
 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

 Bây giờ ta xét thí dụ với một ống
lò xo dài, mềm.
 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.
 Quan

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
 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:
 Thí nghiệm với một ống lò xo
dài, mềm được đặt trên mặt bàn
nằm ngang không ma sát.
 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:

Khi đó
biến
 Quan
sátxuất
hìnhhiện
ảnh các
minh
hoạdạng
và
nén
và giãn
theogì
thử đoán

xemlan
khitruyền
đó hiệndọc
tượng
trục
lò xo.
xuất hiện?

như thế
nào vị
so trí
vớicân
phương
 Các
Mỗi vòng
vònglò
lòxo
xo dao
chỉ động
dao động
quanh
bằngtruyền
theo
dao
động?
phương
song 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 sinP t = 0
a)
P
a) Mô tả hiện tượng:

Q
Q

Một 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 = 2T/4 c)

Q

Khi cho cần rung dao động thì đầu P
Q
d)
dao động điều hoà theo phương thẳng P t = 3T/4
đứng. Trên dây xuất hiện sóng cơ có
P1
P
dạng hình sin lan truyền về đầu Q như t = T
Q
e)
hình vẽ.
λ Đỉnh sóng
P t = 5T/4
Q
Hõm sóng

f)


Hình ảnh minh hoạ


1. Sự truyền của một sóng hình sin
b) Nhận xét:

P t=T

P1
e)

Q

λ P?
 Em có nhận xét gì về dao động của P1 so với
 Hình e cho thấy sau thời gian T ( chu kì dao động của P)
dao động của P đã truyền đến P1 cách nhau một đoạn:
PP1 = λ = vT
 P1 bắt đầu dao động giống hoàn toàn giống P. Dao động từ
P1 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.
Biênnào
độ nhớ
sóng:
độ Ađặc
của
sóngcủa
là một
biêndao
độ động
dao động
 Em
các“Biên
đại lượng
trưng
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)

λ

λ

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
Xét một sóng hình sin đang lan truyền theo trục x và được
phát ra từ một nguồn O.
Chọn 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
 Sau khoảng thời gian Δt,
Vsóng
 Sau khoảng thời gian Δt,
dao động từ O truyền đến M
x
dao động từ O truyền đến M O
x
M
cách O một đoạn x là bao
cách O một đoạn x = vΔt và
nhiêu nếu tốc độ truyền sóng
làm phần tử tại M. Phần tử tại
là v và khi đó M có dao động
M dao động muộn hơn dao
hay không? Nếu có thì phần
động tại O một khoảng Δt nên
tử tại M dao động nhanh
dao động tại M giống với dao
hơn hay muộn hơn dao động
động tại O vào thời điểm t1= ttại O?

Δt trước đó.


III. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG u

Vậy phương
Phương
trình trình
sóng sóng
tại M:tại
M được viết như thế nào?

O

x
M

Vsóng

uM = Acosωt1= Acosω(t - Δt) (7.3)

Hãy
viết
công
thức
2л2л/ T/mối
quan
λ=
vT
hệ

vào
giữa
phương
Tphương
và ω,trình
giữa
Nếu
Nếuthay
thayΔt
Δt==x/v
x/v, ω
,thể
ω==hiện
Tvàvà
λ=
vT
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?
2π
x
u M = A cos
(t − )
T
v
t
x
t
x
u M = A cos 2π ( −
) = A cos 2π ( − ) (7.4)
T Tv
T λ
(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.

x


III. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG
2π
x
u M = A cos
(t − )
T
v
t
x

t x
u M = A cos 2π ( − ) = A cos 2π ( − )
T Tv
T λ

(7.4)

Nhận xét:
 (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
dao động
động lan
lan truyền
truyền trong
trong một
A. Là
một môi
môi trường
trường
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
nhau?
E
B

A

B và E
B và C
C và F

A
A và
và FF

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?