Giao thoa sóng

Tiết theo PPCT Ngày soạn 24-9-2008
Bài: GIAO THOA SÓNG
(Dùng giáo án điện tử)
I. MỤC TIÊU
1. 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.
- Nắm được vị trí có cực đại, cực tiểu giao thoa
- Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa.
2. Kĩ năng:
- Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa.
3. Thái độ:
- Nghiêm túc trong học tập, tìm hiểu các hiện tượng có liên quan trong cuộc sống
4. Trọng tâm:
- Điều kiện có giao thoa sóng, viết được vị trí cực đại và cực tiểu của giao thoa sóng.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Thí nghiệm hình 8.1 Sgk.
2. Học sinh: Ôn lại phần tổng hợp dao động.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
-Định nghĩa sóng cơ?. Phân loại sóng
cơ.
-Nêu các đặc trưng của sóng cơ. Viết
công thức tính bước sóng.
-Trả lời câu hỏi của GV.
-HS cả lớp theo dõi và nhận
xét câu trả lời.
Hoạt động 2 (5 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.
- 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
này xen kẽ nhau như hình vẽ..
Lưu ý: Họ các đường hypebol
này đứng yên tại chỗ.
I. Sự giao thoa của hai
sóng mặt nước
- Gõ cho cần rung nhẹ:
+ 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 điểm đứng yên
dao động rất mạnh.
Hoạt động 3 (15 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 ϕ của
hai sóng do hai nguồn S
1
, S
2
phát ra?
→ Hai nguồn phát sóng có cùng A, f
và ϕ gọi là hai nguồn đồng bộ.
- Nếu 2 nguồn phát sóng có cùng f và
- Vì S
1
, S
2
cùng được gắn vào
cần rung → cùng A, f và ϕ.
- HS ghi nhận các khái niệm 2
nguồn kết hợp, 2 nguồn đồng
bộ và sóng kết hợp.
II. Cực đại và cực tiểu
giao thoa
1. Biểu thức dao động tại

một điểm M trong vùng
giao thoa
Trang 1/3
S
1
S
2
S
1
S
2
có hiệu số pha không phụ thuộc thời
gian (lệch pha với nhau một lượng
không đổi) gọi là hai nguồn kết hợp.
- Nếu phương trình sóng tại S
1
và S
2

là: u = Acosωt
→ 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
π π
λ λ
π
π
λ λ
   
= − + −
 ÷  ÷
   
 
− +
= −
 ÷
 

- Dựa vào biểu 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 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
biên độ cực đại và những điểm đứng
cos2
1
1
d
t
u A
T
π
λ
 
= −
 ÷

 
và
cos2
2
2
d
t
u A
T
π
λ
 
= −
 ÷
 
u = u
1
+ u
2
- HS làm theo hướng dẫn của
GV, để ý:
cos cos cos cos2
2 2
α β α β
α β
+ −
+ =
- HS nhận xét về dao động tại
M và biên độ của dao động
tổng hợp.

- Phụ thuộc (d
2
– d
1
) hay là
phụ thuộc vị trí của điểm M.
cos
2 1
( )
1
d d
π
λ
−
=
→
cos
2 1
( )
1
d d
π
λ
−
= ±
Hay
2 1
( )d d
k
π

π
λ
−
=
→ d
2
– d
1
= kλ (k = 0, ±1,
±2…)
cos
2 1
( )
0
d d
π
λ
−
=
Hay
2 1
( )
2
d d
k
π
π
π
λ
−

= +
→
2 1
1
2
d d k
λ
 
− = +
 ÷
 
(k = 0, ±1, ±2…)
- Hai nguồn đồng bộ: phát
sóng có cùng f và ϕ.
- 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
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
.
+ δ = 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
π
λ
 
= −
 ÷
 
- Dao động từ S
2
gởi đến M
cos2
2
2

d
t
u A
T
π
λ
 
= −
 ÷
 
- 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
π
π
λ λ
 
− +

= −
 ÷
 
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
π
λ
−
=
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
= kλ
Với k = 0, ±1, ±2…
b. Những điểm đứng yên,

hay là có dao động triệt
tiêu (cực tiểu giao thoa).
2 1
1
2
d d k
λ
 
− = +
 ÷
 
Với (k = 0, ±1, ±2…)
c. Với mỗi giá trị của k, quỹ
tích của các điểm M được xác
Trang 2/3
S
1
S
2
d
2
d
1
M
yên?
2 1
1
hoaëc
2
d d k k

λ λ
 
− = +
 ÷
 
- Là một hệ hypebol mà hai
tiêu điểm là S
1
và S
2
.
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 4 (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 δ
hoặc ∆ϕ giữa hai sóng tại M.

- Hiện tượng đặc trưng nghĩa là sao?
- HS ghi nhận về hiệu số pha
hiện tượng giao thoa.
- 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.
III. Hiện tượng giao thoa
- Hiệu số pha giữa hai sóng
tại M
2 1
2 1
2 ( )
2
d d
π
πδ
ϕ ϕ ϕ
λ λ
−
∆ = − = =
- Hiện tượng giao thoa: là
hiện tượng khi 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.
Hoạt động 5 (5 phút): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
- Ghi câu hỏi và bài tập về
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
IV. RÚT KINH NGHIỆM
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
V.CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
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.Nguồn sóng O có phương trình dao động
cosu a t
ω
=
. Phương trình dao động tại M cách O một
khoảng OM=d là:
2

.. cos( )
M M
fd
a u a t
v
π
ω
= −
2
. cos( )
M M
d
b u a t
v
π
ω
= −
2
. cos( )
M M
fd
c u a t
v
π
ω
= +
2
. cos ( )
M M
fd

d u a t
v
π
ω
= −
3. Hiện tượng giao thoa là hiện tượng
a. Giao của hai sóng tại một điểm cảu 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
-------o0o--------
Trang 3/3