Hệ thống kiến thức trọng tâm chương sóng cơ vật lý lớp 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT HOẰNG HOÁ 4

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
CHƯƠNG SÓNG CƠ - VẬT LÍ LỚP 12

Người thực hiện: Nguyễn Văn Trào
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn
SKKN thuộc môn: Vật lí

THANH HÓA NĂM 2017


MỤC LỤC
Trang


A. MỞ ĐẦU
I. Lí do chọn đề tài.
Vật lí là một trong những môn học khó, học sinh muốn học tốt cần phải
hiểu được bản chất của các hiện tượng vật lí, hệ thống được các kiến thức trọng
tâm và vận dụng để giải các bài tập. Mặt khác bài tập vật lí rất đa dạng và phong
phú. Trong phân phối chương trình số tiết ôn tập lại không nhiều so với nhu cầu
cần hệ thống kiến thức của học sinh. Chính vì thế, giáo viên khi giảng dạy cần
phải định hướng cho học sinh hệ thống lại kiến thức trọng tâm của một chương
đã học một cách tốt nhất nhằm giúp các em có kiến thức tổng hợp, phân loại và
giải được các dạng bài tập của chủ đề vật lí đã học, tạo cho học sinh niềm say
mê, sự hứng thú và yêu thích môn học.
Trong các đề thi trung học phổ thông Quốc gia, đề thi học sinh giỏi

những năm gần đây, các câu hỏi về chủ đề sóng cơ rất đa dạng và phong phú.
Gặp những câu hỏiliên quan đến chủ đề này học sinh thường lúng túng trong
việcvận dụng kiến thức, phân loại và tìm cho mình một phương pháp giải
nhanh nhất và hiệu quả nhất. Do đó mất thời gian và làm ảnh hưởng đến thời
gian làm các câu hỏi khác và kết quả thi không cao.
Vì vậy việc hệ thốngkiến thức trọng tâm và áp dụng các kiến thức đó để
đưa ra phương pháp giải các bài tập cho học sinh sau khi học xong một
chươnglà rất cần thiết.Hiện nay chưa có nhiều tài liệu đi sâu nghiên cứu hệ
thống kiến thức trọng tâm về chủ đề sóng cơ.
Qua thực tế 17 năm giảng dạy ở trường trung học phổ thông tôi đã hệ
thống được các kiến thức trọng tâm chương sóng cơ từ đó phân loại và đưa ra
được các phương pháp giải các dạng bài tậpvề chủ đề này. Vì vậy tôi chọn đề
tài sáng kiến kinh nghiệm để nghiên cứu là:
“Hệ thống kiến thức trọng tâm chương sóng cơ - vật lí lớp 12”
II. Mục đích nghiên cứu.
Mục đích của đề tài này là giúp các em học sinh hệ thống lại các kiến
thức trọng tâm của chương sóng cơ trong chương trình vật lí 12 từ đó các em
3


có thể phân loại và đưa ra các phương pháp giải các bài tập sóng cơ một cách
nhanh nhất, chính xác và đạt hiệu quả cao nhất.
III. Đối tượng nghiên cứu.
Đề tài “Hệ thống kiến thức trọng tâm chương sóng cơ - vật lí lớp 12”
tập trung nghiên cứu hệ thống các kiến thức trọng tâm của chương sóng
cơ bao gồm các kiến thức trọng tâm về sóng cơ học, giao thoa sóng, sóng
dừng và sóng âm trong chương trình vật lý lớp 12 THPT.
IV. Phương pháp nghiên cứu.
1. Nghiên cứu lí luận.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận để làm sáng tỏ vai trò của việc hệ thống kiến

thức trọng tâm trong dạy học vật lí, áp dụng để giải các dạng bài tập sóng cơ nói
riêng và bài tập vật lí nói chung.
2. Nghiên cứu thực tiễn.
- Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa và tìm hiểu chương trình vật lí lớp
12 THPT, nghiên cứu các tài liệu tham khảo có liên quan để xác định các dạng
bài tập sóng cơ. Từ đó xác định các kiến thức toán học có liên quan để vận dụng
giải các bài tập sóng cơ trong chương trình vật lý 12 nhanh và chính xác nhất.
3. Thực nghiệm sư phạm.
- Tiến hành giảng dạy song song với việc tìm hiểu các học sinh lớp
12 trường THPT Hoằng Hoá 4 – Hoằng Hoá – Thanh Hoá . Trên cơ sở phân tích
định tính và định lượng kết quả thu được trong quá trình thực nghiệm sư phạm
để đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của các biện pháp do đề tài sáng kiến
đưa ra.
- Thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm: Từ tháng 08 năm 2015 đến
tháng 05 năm 2017.
- Địa điểm: Trường THPT Hoằng Hoá 4 – Hoằng Hoá – Thanh Hoá
V. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm.
- Đề tài“Hệ thống kiến thức trọng tâm chương sóng cơ - vật lí lớp 12”

4


đã hệ thống đầy đủ các kiến thức trọng tâm về sóng cơ bao gồm các kiến
thức lý thuyết và các công thức quan trọng.
- Từ các kiến thức trọng tâm này giúp các em học sinh có thể phân loại
và đưa ra phương pháp giải phù hợp để giải một số dạng bài tập thường gặp
về sóng cơ học, giao thoa sóng, sóng dừng và sóng âm trong chương trình vật
lý lớp 12 THPT. Từ đó giúp học sinh có một kiến thức tổng hợp về sóng cơ để
vận dụng vào giải quyết các câu hỏi và bài tập về sóng cơ trong các đề thi.
B. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

I. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Việc dạy học vật lí trong nhà trường phổ thông không chỉ giúp học sinh hiểu
được sâu sắc và đầy đủ các kiến thức vật lí phổ thông mà còn giúp các em vận dụng
các kiến thức đó giải quyết nhiệm vụ của bài tập vật lí và những vấn đề xãy ra trong
cuộc sống. Để đạt được điều đó, học sinh phải có những kiến thức vật lý nhất định và
phải thường xuyên rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo trong cuộc sống hằng ngày. Kỹ năng
vận dụng kiến thức vật lí vào việc giải bài tập và giải thích các hiện tượng xãy ra
trong thực tế đời sống hằng ngày là thước đo độ sâu sắc và vững vàng những kiến
thức vật lí mà học sinh đã được học [ 7 ] .
Vật lí là một môn khoa học giúp học sinh nắm được các qui luật vận động của
thế giới vật chất và các bài tập vật lí giúp học sinh hiểu rõ các qui luật vận động ấy,
biết phân tích và vận dụng các quy luật ấy vào thực tiễn. Mặc dù giáo viên đã trình
bày tài liệu một cách rõ ràng, mạch lạc, hợp lôgíc, phát biểu định luật,làm thí nghiệm
đúng theo yêu cầu và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chưa đủ để
học sinh nắm vững và sâu sắc kiến thức vật lí. Vì vậy việc hệ thống kiến thức trọng
tâm cho cho học sinh sau khi học một chủ đề vật lí là việc làm cần thiết và rất quan
trọng. Từ những kiến thức trọng tâm của một chủ đề vật lí đã được hệ thống, học
sinh có thể vận dụng để phân loại và đưa ra phương pháp giải các bài tập vật lí, giải
quyết các tình huống cụ thể nảy sinh trong đời sống hằng ngày [ 7] .
5


II.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
Qua thực tế khảo sát học sinh các lớp trực tiếp giảng dạy và học sinh các
khối lớp trong trường tôi nhận thấy việc hệ thống kiến thức trọng tâmsau khi học
xong một chủ đề vật lí của học sinh trung học phổ thông còn rất hạn chế. Khi
gặp một dạng bài tập vật lí học sinh thường lúng túng trong quá trình phân tích,
phân loại dạng bài tập và sử dụng kiến thức vật lí nào để giải quyết bài toán đó.
Các tài liệu tham khảo hiện có thường chỉ giải một số bài tập cụ thể, vì vậy học
sinh không áp dụng được cho các dạng bài tập ở dạng tương tự. Các năm gần

đây, để phân loại học sinh trong các đề thi thường xuyên xuất hiện một số câu
hỏi khó về sóng cơ... Khi gặp những dạng bài tập này đòi hỏi học sinh phải
sử dụng nhiều kiến thức toán học kết hợp với bản chất vật lí mới đưa ra
cách giải nhanh và chính xác. Xuất phát từ thực trạng đó tôi đã viết
đề tài “Hệ thống kiến thức trọng tâm chương sóng cơ – vật lí lớp 12” nhằm
hệ thống kiến thức về chương sóng cơ từ đó giúp các em có kiến thức tổng
hợp, phân loại và đưa ra các phương pháp giải phù hợp với từng dạng bài tập,
giúp học sinh khắc sâu kiến thức và vận dụng để giải quyết được các hiện
tượng vật lí nảy sinh trong thực tế đời sống.
III. Các biện pháp thực hiện.
1. Các kiến thức trọng tâm về sóng cơ học.
1.1. Định nghĩa và phân loại sóng cơ học.
* Định nghĩa: Sóng cơ là những dao động cơ lan truyền trong một môi
trường .
+ Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan
truyền còn các phần tử vật chất thì dao động tại chỗ xung quanh vị trí cân bằng
cố định [ 1] ; [ 2] .
*Phân loại sóng cơ:
+ Sóng ngang: là sóng có phương dao động của các phần tử của môi
trường vuông góc với phương truyền sóng [ 1] ; [ 2] .
6


Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su là sóng ngang.
+ Sóng dọc: là sóng có phương dao động của các phần tử môi trường trùng
với phương truyền sóng [ 1] ; [ 2] .
Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo đàn hồi là sóng dọc.
1.2. Những đại lượng đặc trưng của một sóng hình sin
+ Chu kì, tần số sóng: Chu kì T và tần số f của sónglà chu kì và tần số dao
động chung của các phần tử của môi trường khi có sóng truyền qua và bằng chu

kì và tần số của nguồn sóng.
+ Bước sóng λ: là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ
dao động.
v
λ = vT = f .

+ Bước sóng λ cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng
một phương truyền sóng dao động cùng pha [ 1] ; [ 2] .
2λ
λ
A

E
B

λ
2

Phương truyền sóng

H

F

D
C

I
J
G

3

λ
2

+ Tốc độtruyền sóng v : là tốc độ truyền pha dao động trong môi trường.
+ Biên độ của sóng A: Biên độ sóng tại một điểm là biên độ dao động của
một phần tử môi trường tại điểm đó khi có sóng truyền qua.
+ Năng lượng sóng W: Năng lượng sóng tại một điểm là năng lượng dao
động của một phần tử môi trường tại điểm đó khi có sóng truyền qua. Năng
lượng sóng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng tại điểm đó [ 1] ; [ 2] .

7


x

1.3. Phương trình sóng cơ.
M

Giả sử tại nguồn O trong môi trường phương trình sóng có dạng:
x

uO =AOcos(ωt)

thì tại M trong môi trường phương trình sóng có dạng : uM=AMcosω(t-∆t)

O

Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì biên độ
sóng tại O và tại M bằng nhau: AO = AM = A.
x
t x
−
Khi đó uM =Acosω(t - v ) =Acos 2π( T λ )

Tổng quát: Tại điểm O: uO = Acos(ωt + ϕ).
Tại điểm M cách O một đoạn x trên phương truyền sóng.
* Sóng truyền theo chiều dương của trục Ox thì:
uM = AMcos(ωt + ϕ -

ω

x
v)

= AMcos(ωt + ϕ -

2π

x
λ

)

2π

x
λ

)

* Sóng truyền theo chiều âm của trục Ox thì:
uM = AMcos(ωt + ϕ +

ω

x
v)

= AMcos(ωt + ϕ +

1.4. Độ lệch pha.
a. Độ lệch pha giữa 2 điểm nằm trên phương truyền sóng cách nhau khoảng

d là

∆ϕ =

2πd
λ
∆ϕ = 2kπ =

- Nếu 2 dao động cùng pha thì

2π d
⇒ d = kλ
λ

=> Hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha cách
nhaulà kλ.
- Nếu 2 dao động ngược pha thì

∆ϕ = ( 2k + 1)π

=>Hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha cách
λ
nhau là (2k+1) 2 .
8


∆ϕ =

- Nếu 2 dao động vuông pha thì

(2k + 1)π
2

=>Hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động vuông pha cách
λ
nhau là (2k+1) 4 .

b.Độ lệch pha tại cùng một điểm trong môi trường vào hai thời điểm khác
nhau ∆ϕ = ω (t2 − t1 ) = ω.∆ t
∆ϕ = 2 k π =

- Nếu 2 dao động cùng pha thì

2π .∆t

⇒ ∆t = kT
T

∆ϕ = (2k + 1)π =

- Nếu 2 dao động ngược pha thì
- Nếu 2 dao động vuông pha thì

∆ϕ =

2π
(2k + 1) T
.∆t ⇒ ∆t =
T
2

(2k + 1)π 2π
(2k + 1) T
=
.∆t ⇒ ∆t =
[ 5] .
2
T
4

2. Các kiến thức trọng tâm về giao thoa sóng.
2.1. Định nghĩa giao thoa sóng: Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay
nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chổ cố định mà biên độ
sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt [ 1] ; [ 2] .
2.2 Điều kiện giao thoa: Hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp cùng

phương, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
2.3. Giao thoa với hai nguồn dao động cùng pha ( Δφ = k2π )
Giả sử hai nguồn dao động cùng pha cùng phương trình: uS1= uS2 = acosωt.
Xét điểm M cách hai nguồn lần lượt d1, d2 ; khoảng cách hai nguồn là l (m).
Phương trình sóng tại M do S1 và S2 truyền đến có dạng
S1 S2

uM1 = acos(ωt uM2 = acos(ωt -

ω

ω

d1
v

d2
v

) = acos(ωt ) = acos(ωt -

2π

d1
λ

)

2π

d2
λ

)

+ Phương trình sóng giao thoa tại M là:
9


uM = uM1+ uM2=

2a cos

π ( d 2 − d1 )
π ( d 2 + d1 )
.cos(ω t −
)
λ
λ

+ Độ lệch pha giữa hai dao động thành phần tại M là:
∆ϕ = ϕ1 − ϕ 2 =

Biên độ dao động tổng hợp tại M là:

2π (d 2 − d1 )
λ

AM = 2a cos(π

d 2 − d1
)
λ

* Điểm M thuộc đường cực đại giao thoa khi :
Δφ = φ1 - φ 2 = k2π ⇒ =>d

– d2 = kλ(k∈Z). Khi đó AM(max)= 2a
*Số đường cực đại (gợn lồi) trong khoảng S1S2(không tính hai nguồn):
1

−

l
l
λ
λ

+ Khi k = 0 => d1=d2=> M thuộc trung trực của S1S2là đường cực đại bậc 0.
+ Khi k= ±1, ±2.. => M thuộc đường cực đại (gợn lồi) bậc 1 bậc 2…
* Điểm M thuộc đường cực tiểu giao thoa khi: Δφ = φ1 - φ 2 = (2k+1)π
λ
(2k+1) 2 =(k+0,5)λ(k∈Z).

d1 – d2 =
Khi đó AM(min)= 0
*Số đường cực tiểu (gợn lõm) trong khoảng S1S2(không tính hai nguồn):
−

l
l
− 0,5 < k < − 0,5
λ
λ

+ Khi k = n thì M thuộc đường cực tiểu (gợn lõm) thứ n +1 [ 5] ; [ 6] .
2.4. Giao thoa với hai nguồn dao động ngược pha: ∆ϕ = (2k + 1)π
S1 S2

Biên độ dao động:

A M = 2A cos(π

d 2 -d1 π
+ )
λ
2
λ
(2k+1) 2

* Điểm dao động cực đại: d1 – d2 =
= (k+0,5)λ(k∈Z)
Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn):
l
l
− − 0,5 < k < − 0,5
λ
λ
k = n gợn lồi bậc n +1

* Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d1 – d2 = kλ (k∈Z)
Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn):

−

l
l
λ
λ

Vậy : k = 1;2;3 gợn lõm bậc 1;2;3 [ 5] ; [ 6] .
10


λ
Chú ý: * Khoảng cách giứa các gợn lồi, lõm gần nhau là 2

3. Các kiến thức trọng tâm về sóng dừng.
3.1. Phản xạ sóng.
- Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ
cùng tần số, cùng bước sóng và luôn luôn ngược pha
với sóng tới.
- Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ cùng tần số, cùng bước sóng
và luôn luôn cùng pha với sóng tới. [ 1] ; [ 2] .
3.2. Hiện tượng tạo ra sóng dừng. Sóng tới và sóng phản xạ truyền theo
cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng.
Trong sóng dừng có một số điểm luôn
luôn đứng yên gọi là nút sóng, và một
số điểm luôn luôn dao động với biên

độ cực đại gọi là bụng sóng. [ 5] ; [ 6] .
3.3. Đặc điểm của sóng dừng.
- Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là
nút sóng. Đầu tự do là bụng sóng.
-

λ
Khoảng cách hai điểm nút hoặc hai điểm bụng gần nhau nhất là: 2 .

-

λ
Khoảng cách giữa điểm bụng và điểm nút gần nhau nhất là: 4 .

- Nếu sóng tới và sóng phản xạ có biên độ A (bằng biên độ của nguồn) thì biên độ
dao động tại điểm bụng là 2A , bề rộng của bụng sóng là 4A.
- Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang là T/2.
- Vị trí các điểm dao động cùng pha, ngược pha:
+ Các điểm đối xứng qua một bụng thì cùng pha (đối xứng với nhau qua
đường thẳng đi qua bụng sóng và vuông góc với phương truyền sóng). Các điểm
đối xứng với nhau qua một nút thì dao động ngược pha.
11


+ Các điểm thuộc cùngmột bó sóng(khoảng giữa hai nút liên tiếp) thì dao
động cùng pha vì tại đó phương trình biên độ không đổi dấu. Các điểm nằm ở
hai phía của một nútthì dao động ngược pha vì tại đó phương trình biên độ đổi
dấu khi qua nút.
→ Các điểm trên sợi dây đàn hồi khi có sóng dừng ổn định chỉ có thể cùng

phahoặc ngược pha. [ 5] ; [ 6] .

3.4. Điều kiện để có sóng dừng:
a) Trường hợp hai đầu dây cố định là hai nút.

λ
l = k (k ∈ N* )
2
;

* số bó sóng = số bụng sóng = k
* số nút sóng = k + 1

λ max = 2l
v

fk = k → 
v
2l
f min = 2l → f k = kf min ⇒ f min = f k+1 - f k
→

b) Trường hợp một đầu là nút, một đầu là bụng:
l = (2k +1)

λ
(k ∈ N)
4

;

* số bó sóng = k
* số bụng sóng = số nút sóng = k + 1

λ max = 4l
v

f k = (2k +1) → 
v
f k+1 - f k
4l
f min = 4l → f k = (2k +1)f min ⇒ f min = 2
→

12


3.5. Phương trình và biên độ tại 1 điểm.
3.5.1.Phương trình sóng dừng tại điểm M cách đầu B (cố định) khoảng x.

Gọi phương trình sóng tới tại B có dạng: uB = acos2π ft . Do B cố định nên
phương trình sóng phản xạ tại B có dạng: u 'B = − acos2π ft = acos(2π ft − π )
Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng x là:
u AM = A cos ( 2πft + 2π

x
x
)
u'BM = A cos ( 2πft - 2π - π)
λ và

λ
uM = u AM + u 'BM

Phương trình sóng dừng tại M:

xπ
π
x
π
u M = 2A cos (2π + ) cos ( 2πft - )= 2A sin (2π ) cos(2πft + )
λ 2
2
λ
2

Biên độ dao động của phần tử tại M là:
x π
x
A M = 2A cos (2π + ) = 2A sin(2π )
λ 2
λ [ 1] ; [ 2] .

3.5.2. Phương trình sóng dừng tại điểm M cách đầu B (tự do là bụng )
khoảng x.
Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại B có dạng : u B = u'B = Acos 2πft
Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng x là:
x
x
u AM = Acos(2πft + 2π )
u'BM = A cos( 2πft - 2π )

λ và
λ

Phương trình sóng dừng tại M: uM = u AM + u 'BM
Biên độ dao động của phần tử tại M là:

x
u M = 2Acos(2π )cos(2πft)
λ
=>

x
x
A M = 2A cos(ω ) = 2A cos(2π )
[ 1] ; [ 2] .
vλ

Chú ý : Các điểm có cùng biên độ (không kể điểm bụng và điểm nút) cách
đều nhau một khoảng λ/4. Nếu A là biên độ sóng ở nguồn thì biên độ dao động
tại các điểm này sẽ là Ai = A 2

3.6. Vận tốc truyền sóng trên dây: phụ thuộc vào lực căng dây F và
mật độ khối lượng trên một đơn vị chiều dài µ .

13


v=

Ta có:

F
μ

; Với

μ=

m
l . [ 3] ; [ 8] .

4.Các kiến thức trọng tâm về sóng âm.
4.1. Định nghĩa sóng âm: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi
trường vật chất
+Tai người chỉ nghe được âmcó tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz.
+ Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm.
+ Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm.
+ Sóng âm, sóng hạ âm, sóng siêu âm đều là những sóng cơ học lan truyền
trong môi trường vật chất nhưng chúng có tần số khác nhau và tai người chỉ cảm
thụ được sóng âm chứ không cảm thụ được sóng hạ âm và sóng siêu âm. [ 1] ; [ 2] .
4.2. Môi trường truyền âm và vận tốc âm.
+ Sóng âm truyền được trong các môi trường vật chất đàn hồi như rắn, lỏng
và khí nhưng không truyền được trong chân không.
+ Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và
nhiệt độ của môi trường.
+ Khi sóng âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc
và bước sóng thay đổi còn tần số không thay đổi.
4.3 Năng lượng của âm. Sóng âm mang năng lượng tỉ lệ với bình phương
biên độ sóng.
4.4 Các đặc tính sinh lý của âm.

+ Độ cao của âm:phụ vào tần số của âm.
Âm cao (hoặc thanh) có tần số lớn, âm thấp (hoặc trầm) có tần số nhỏ.
+ Độ to của âm: phụ thuộc vào đặc trưng vật lý là mức cường độ âm và tần số.
+ Âm sắc: Giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra. Âm sắc
có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm phụ thuộc vào biên độ và tần số
của âm.

14


+ Ngưỡng nghe: Âm có cường độ bé nhất mà tai người nghe được, thay đổi
theo tần số của âm.
+ Ngưỡng đau: Âm có cường độ lớn đến mức tai người nghe có cảm giác
đau tai, ù tai với mọi tần số. ( Imax= 10 W/m2)
+ Miền nghe được là giới hạn từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau.
4.5.Cường độ âm.
+ Cường độ âm I là năng lượng được
sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích, đặt
vuông góc với phương truyền âm, trong một
đơn vị thời gian.

W P
=
S.t S ( W/m2 )
Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn ; S (m 2) là
I=

diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm
+ Nếu sóng âm là sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πR2.
4.6. Mức cường độ âm.

I
I
L(dB) = 10.lg
L(B) = lg
I0
I0 Hoặc
Với I0 = 10-12 W/m2 ở f = 1000Hz:I0 gọi là cường độ âm chuẩn.
Chú ý : Với sóng cầu ta có các công thức vận dụng sau: L (B); r (m);
I (W/m2)

I1 r 2 2
= 2
I
r1
+ Cường độ âm tỉ lệ nghịch với bình phương bán kính: 2

+ Hiệu mức cường độ âm:

I1
r 22
r
lg = lg 2 = 2 lg 2
I2
r1
r1 [ 5] ; [ 6] .
L 1 – L2 =

4.7. Hai nguồn nhạc âm.
+ Dây đàn có hai đầu cố định là hai nút sóng:Để có sóng dừng trên dây thì
chiều dài của dây thoả mãn điều kiện

λ
v
v
l = k và λ =
fk = k
( k ∈ N*)
2
f =>
2l
- Với f k là tần số do dây đàn phát ra.

15


f1 =

v
2l

- Với k = 1 ⇒âm phát ra âm cơ bản có tần số
Với k = 2,3,4… có các hoạ âm bậc 2 (tần số f 2 = 2f1), bậc 3 (tần số f3 =3f1)
…
+ Ống sáomột đầu bịt kín ( là nút sóng), một đầu để hở (là bụng sóng).Để
có sóng dừng trong ống sáo thì chiều dài của dây thoả mãn điều kiện
λ
v
v
l = (2k + 1) và λ =
f k = (2k + 1)
( k ∈ N)

4
f =>
4l

f1 =

v
4l

- Với k = 0 ⇒Ống sáo phát ra âm cơ bản có tần số
- Với k = 1,2,3… có các hoạ âm bậc 3 (tần số 3f1), bậc 5 (tần số 5f1)…
IV. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
Khi áp dụng đề tài này trong quá trình giảng dạy vật lí ở trường trung học
phổ thông Hoằng Hoá 4, tôi thấy học sinh nắm bắt và vận dụng rất nhanh các
kiến thức trọng tâm về sóng cơ vào việc giải các dạng bài tập vật lí về sóng cơ
học, giao thoa sóng, sóng dừng và sóng âm.
Kết quả những năm trực tiếp giảng dạy chương trình vật lí 12 cụ thể như sau:
1. Trước khi thực hiện sáng kiến kinh nghiệm.
* Kết quả đạt được trong năm học 2015-2016 như sau:
- Kết quả tổng kết cuối năm của các lớp giảng dạy.
Lớp
12B3
12B5

Sĩ số
51
48

21

Giỏi
41,18

40

%
83,33

Kết quả học tập môn Vật lý
Khá
Trung bình
30
58,82
0
0
0
8

%
16,67

0

0

0

Yếu
0
0

%
%
- Kết quả thi học sinh giỏi cấp tỉnh.
+ Có 4 học sinh đạt giải môn vật lí trong đó có 2 giải ba và 2 giải khuyến
khích. + Có 5 học sinh đạt giải máy tính casiô môn vật lí. Trong đó 2 giải nhì, 2
giải ba và 1 giải khuyến khích.

16


2. Sau khi thực hiện sáng kiến kinh nghiệm.
* Kết quả đạt được trong năm học 2016-2017 như sau:
- Khảo sát trên các lớp 12 ở Trường THPT Hoằng Hoá 4 .

Lớp

Sĩ số

12A1
12A4

43
44

Giỏi
39
90,7%
38
86,4%

Kết quả học tập môn Vật lý
Khá
Trung bình
4
9,3%
0
0%
6
13,6%
0
0%

Yếu
0
0

0%
0%

- Kết quả thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn vật lí của tổ: Có 7 học sinh đạt giải
trong đó:
+ có 3 học sinh đạt giải môn vật lí ca si ô cấp tỉnh trong đó có 2 giải nhì và
2 giải ba.
+ Có 3 học sinh đạt giải trong kỳ thi học sinh giỏi cấp tỉnh các môn văn hoá
trong đó có 2 giải nhì, 1 giải ba.
+ Có 12 học sinh giỏi cấp trường gồm 2 giải nhất, 3 giải nhì, 3 giải ba và 4
giải khuyến khích.
+ Có 3 học sinh đạt 27 điểm trở lên và nhiều học sinh đạt điểm cao môn
vật lí trong kỳ thi trung học phổ thông quốc gia năm 2016.

C. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
17


Trong đề tài này với khả năng còn hạn chế và thời gian không cho phép, giới
hạn của đề tài không quá 20 trang, vì vậy tôi chỉ hệ thống được các kiến thức
trọng tâm của chương sóng cơ trong chương trình vật lí 12. Qua thực tế giảng
dạy, tôi thấy khi giới thiệu đề tài này cho học sinh thì các em tự tin trong việc
lựa chọn các kiến thức phù hợpvới từng dạng bài tập và đưa ra cách giải nhanh
và cho kết quả chính xác về chương sóng cơ.
Đề tài có thể phát triển và bổ sung và mở rộng hệ thống kiến thức và đưa
ra từng dạng bài tập tương ứng áp dụng cho tất cả các dạng bài tập trong chương
sóng cơ nói riêng và các chủ đề vật lí khác trong chương trình vật lí phổ thông
trong những năm tiếp theo.
Tuy đã có nhiều cố gắng nhưng do kinh nghiệm giảng dạy còn hạn chế nên tôi
tin chắc rằng trong đề tài này sẽ còn có những thiếu sót. Tôi rất mong được sự
nhận xét và góp ý chân thành của hội đồng khoa học ngành, các đồng chí đồng
nghiệp và các em học sinh để đề tài được hoàn chỉnh hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
XÁC NHẬN CỦA

Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 năm 2017

HIỆU TRƯỞNG

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác.

Nguyễn Văn Trào

18


TÀI LIỆU THAM KHẢO

[ 1] . Vật lí 12. Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ Quang (Chủ biên).
Nxb Giáo dục Việt Nam (2011).

[ 2] . Sách giáo viên vật lí 12. Lương Duyên Bình(Tổng chủ biên), Vũ Quang
(Chủ biên). Nxb Giáo dục Việt Nam (2011).

[ 3] . Vật lí 12 nâng cao. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vũ Thanh Khiết
(Chủ biên). Nxb Giáo dục Việt Nam (2012).

[ 4] . Sách giáo viên vật lí 12 nâng cao. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vũ
Thanh Khiết (Chủ biên). Nxb Giáo dục Việt Nam (2012).

[ 5] . Bí quyết ôn luyện thi đại học môn vật lí ( Chu Văn Biên). Nxb Đại Học
Quốc Gia Hà Nội( 2016).

[ 6] .Tuyển chọn các dạng toán hay lạ và khó môn vật lý ( Chu Văn Biên). Nxb
Đại Học Quốc Gia Hà Nội( 2016).

[ 7 ] . Luận văn thạc sỹ “ Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập vật lí trong tiến trình
dạy học chương sóng cơ và sóng âm vật lí 12, góp phần nâng cao chất lượng
nắm vững kiến thức cho học sinh ” ( Đào Ngọc Dũng) Đại học Thái Nguyên.

[ 8] . Các đề thi tuyển sinh và thi học sinh giỏi và thi THPT Quốc gia các năm gần đây.

19